Resumen
El proyecto consite en el desarrollo de un código de Transporte con FVM y OD para problemas de Autovalor con Fuente de Fisión y de Fuente Fija. Basándonos en una librería de discretización de ecuaciones en derivadas parciales por el método de volúmenes finitos (FVM), se programará la parte geométrica de las ecuaciones de transporte neutrónico en estado estacionario y en 3 dimensiones. Para el cálculo de Autovalor con Fuente de Fisión las librerías de FVM deben de modificarse, puesto que están preparadas para la resolución de problemas de fuente fija o flujo, resolviendo un sistema de ecuaciones lineales apoyándose en librerías como MUMPS o PETSc. Para los problemas de Criticidad, en los que se debe de resolver un problema de autovalores/autovectores, se deben de modificar estas librerías para restructurar el planteamiento del problema de tal forma que quede como un problema de autovalores y además incluir en sus métodos de cálculo alguna librería numérica que resuelva este tipo de problemas, como SLEPc. La parte angular del problema se
resolverá por el método de Ordenadas Discretas (o método SN) utilizando una cuadratura de orden 16. El problema se planteará discretizando también la variable energética con la aproximación multigrupo con un número genérico de grupos y teniendo en cuenta no sólo los términos de downscatering sino también los de upscatering. Los ficheros de entrada de la parte geométrica se realizarán con un mallador de libre distribución y código libre como gmsh, que permite tanto generar mallas estructuradas como no estructuradas. Las condiciones de contorno y opciones numéricas se especificarán en un fichero de entrada en formato ASCII.
Los códigos de transporte genéricos en geometrías 3D, como el que se pretende desarrollar, son grandes consumidores de recursos computacionales. Se propone además la paralelización tanto de la parte espacial como de la angular, tanto a nivel de solver (PETSc/SLEPc), como a nivel de subdominio con la librería MPI. Este punto es crucial para el salto a su uso producción del código. La paralelización de la parte espacial ya se ha probado en el desarrollo de un código de Difusión Neutrónica 3D por el Método de Volúmenes Finitos (FVM). La parte angular también se puede descomponer en varias tareas (pares) para enviar a diferentes procesadores. Todo problema de autovalores conlleva asociado un problema adjunto (conjugado traspuesto). El problema directo, por consideraciones físicas, tiene solución Real, por lo que su problema adjunto consiste simplemente en la trasposición del problema directo, el cual también se programará. Tiene imporantancia para el cálculo del módulo transitorio.
La resolución de la parte angular de la ecuación del transporte por ordenadas discretas (SN) no permite la obtención de los modos (armónicos naturales), así se implementará también un método basado en armónicos esféricos (PN) o híbrido PN-SN, cuya discretización si permite la obtención de modos.
Además, también se resolverá la ecuación del transporte en multigrupo y con precursores de neutrones diferidos mediante un método cuasi-estático variacional (perturbaciones) pesado con el flujo adjunto el cual permite la descomposición del flujo neutrónico en una parte espacial y otra temporal (amplitud). La parte espacial cambia muy poco (debido a los cambios de las secciones eficaces) en cada paso de tiempo, así y todo se implementará un método de actualización (cada n pasos de tiempo) para la solución espacial.
