CAD alapú MCNP modellezésnuklearis.hu/sites/default/files/Nafradi_Gabor_14ea.pdf · •Több MCNP...

CAD alapú MCNP modellezés

Náfrádi Gábor BME NTI

2016.12.08.

XV. MNT Szimpózium, Paks

Tartalom

• Hagyományos MCNP modellezés

• CAD alapú modellezés

• Szoftver kínálat (MCNP input szerkesztők)

• Módszerek bemutatása, példákon keresztül

• Összefoglaló

2016. 12. 12. Náfrádi Gábor, CAD alapú MCNP modellezés 2

Hagyományos MCNP modellezés

• MCNP-vel könnyű ismétlődő struktúrákat létrehozni:• Rácsok, eltolt-elforgatott alakzatok, „univerzumok” segítségével

• Egy MCNP input 3 fő részből tevődik össze:• Cella definíciók• Felület definíciók• Minden egyéb: anyagok, hatáskeresztmetszetek, forrás, „tally” definíciók…

• Az input kézzel szerkeszthető, nem kell hozzá más csak egy szövegszerkesztő

• Azonban bonyolult alakzatok előállítása rendkívül időigényes lehet

• Csak metszeti ábrák készíthetők

2016. 12. 12.Náfrádi Gábor, CAD alapú MCNP modellezés

3

PéldaC ===========================CELLÁK==============================

1 1 -7.83 (-1 -3 -5 2 4 6)

IMP:N=1.0 IMP:P=1.0 IMP:E=0.0

2 0 #(-1 -3 -5 2 4 6)

IMP:N=0.0 IMP:P=0.0 IMP:E=0.0

$Külvilág

C ===========================FELÜLETEK=========================== C

1 PX 10.000000000000000

2 PX 0.0

3 PY 10.000000000000000

4 PY 0.0

5 PZ 10.000000000000000

6 PZ 0.0

mode n

nps 10000

…..


4

5-ös felület

6-os felület

4-es felület

3-as felület

Külvilág

1-es cella

CAD alapú modellezés

• Bármilyen modern berendezésnek szükségszerűen elkészül a 3D gépészeti modellje: Solidworks, Solid Edge, Catia….

• A modell alkotás felgyorsul

• A modell szemléltetése, így ellenőrzése egyszerűbb

• Ezek a modellek tartalmazhatják az összes geometriai részletet:• Pl: spline felületek lehetségesek

• Az MCNP-nek kisebb a felület készletemegszorítást jelent• Másodrendű görbék lehetnek csak


5


6

STEP fájl tartalma

Szoftver kínálat (amiről én tudok)

• Talán a legismertebb a VISED (Visual Editor), RSICC terjeszti ahogy az MCNP-t is

• SimpleGeo, CERN fejlesztése, ingyenesen hozzáférhető-letölthető

• McCad, Karlsruhe Institute of Technology (KIT) fejleszti, ingyenesen hozzáférhető-letölthető szoftver

• SuperMC/MCAM, Institute of Nuclear Energy Safety Technology(INEST) FDS TEAM, Kína. Ingyenesen hozzáférhető oktatási-kutatási licenszel

• …


7

SuperMc/MCAM • EAST tokamak model ~ 3000 cella ~4000 felület

• 2 BES rendszer integrálva

• Pl.: ITER C-LITE modell ~26000 cella

• ITER C modell cellaszám 1M fölött, pár száz blokk, már 2 McCAD-al készült


8

SuperMc/MCAM modellezés lépései 1.

• 3D modell importálás (STP, STEP, FDS, SAT, SAB)

• Skálázás (mmcm)

• Spline és döntött tórusz felületek azonosítása, kezelése

• Alkatrészek konverziójának tesztelése egyszerűsítés ha szükséges

• VOID cellák létrehozása, kivonással (boolean subtract) vagy automatikusan

• VOID cellák egyszerűsítése, konverzió tesztelése

• Anyag és importance kártyák beállítása


9


• MCNP modeltesztelés, VOID és LOST kártyák használatával • pl.: LOST 500 500

• Lost particle opció segítségével hibahelyek felderítése


10


• Konvertálás tetszőleges cella és felületszámokkal

• Modluláris szerkezet


11


12

D5-ös kazetta (csőposta csatlakozással)


13

Eredmények vizualizációja

• MESH tallyvizualizációja a CAD rajzokkal együtt

• A CAD alkatrészek textúrázhatók a tallyszínskálájának megfelelően


14

Náfrádi Gábor, CAD alapú MCNP modellezés152016. 12. 12.


16

McCad

• Salome platform alapú (egy beépülő modul)

• Geometria szerkesztés a Salome Geom moduljában

• Támogatott formátumok: STL, STEP, STP,…

• A geometria alkotási lehetőségek a Salome moduljaitól függenek, de a konverzió (MCNP) megszorításai itt is adottak

• Pont, vonal, felület definiálhatók

• Hálók létrehozhatók MCNP6 képes hálózott geometrián is számolni

• Exportálási lehetőségek (pl.: STEP)

• Egyirányú konvertálás

• Vizualizáció ParaView segítségével


17

• Anyaméh felület modellje

• Testé alakítható

• exportálható


18

STL forrása: http://femonum.telecom-paristech.fr/


19

Összefoglaló

• Több MCNP szerkesztő áll rendelkezésre (VISED, MCNP, McCad, SuperMC/MCAM,..)

• Két irányú CDMC konverzió lehetséges

• Test és felület modellekből egyaránt

• Az eredmények vizualizációja javult

• Felgyorsult a bonyolult geometriák modellezése, pontosság is javult

• Több területen alkalmazhatók (fisszió, fúzió, spallációs források, orvosi alkalmazások,…)

2016. 12. 12. Náfrádi Gábor, CAD alapú MCNP modellezés 20

Kapcsolódó irodalom

• Sonia Dahdouh, Nadège Varsier, Antoine Serrurier, Juan-Pablo de la Plata, Jérémie Anquez, Elsa D. Angelini, Joe Wiart, IsabelleBloch. A comprehensive tool for image-based generation of fetus and pregnant women mesh models for numerical dosimetrystudies. Physics in Medicine and Biology 2014 (PMB), Aug 2014, vol. 59(16), pp. 4583-4602

• Lazar Bibin, Jérémie Anquez, Juan Pablo de la Plata Alcalde, Tamy Boubekeur, Elsa Angelini and Isabelle Bloch, Whole Body Pregnant Woman Modeling By Digital Geometry Processing With Detailed Utero-Fetal Unit Based On Medical Images, In theproceedings of IEEE Transactions on Biomedical Engineering 2010 (TBME), July 2010, vol. 57(10), pp. 2346-2358

• Y. Wu, FDS Team, Cad-based interface programs for fusion neutron transport simulation Fusion Eng. Des., 84 (7–11) (2009), pp. 1987–1992

• Y. Wu, J. Song, H. Zheng, G. Sun, L. Hao, P. Long, L. Hu, CAD-based Monte Carlo program for integrated simulation of nuclear system SuperMC Fusion Eng. Des., 84 (7–11) (2009), pp. 1987–1992

• Gábor Náfrádi, Ákos Kovácsik, József Németh, Gábor Pór, Sándor Zoletnik, Preliminary neutron shielding calculations of theelectronics in the EAST BES systems focusing on neutron induced displacement damage, Fusion Engineering and Design, Volume112, 15 November 2016, Pages 225-231, ISSN 0920-3796

• Gábor Náfrádi, Ákos Kovácsik, Gábor Pór, Máté Lampert, Yong Un Nam, Sándor Zoletnik, Radiation damage of the PCO Pixelfly VGA CCD camera of the BES system on KSTAR tokamak, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Volume 770, 11 January 2015, Pages 21-28, ISSN 0168-9002


21

CAD alapú MCNP modellezésnuklearis.hu/sites/default/files/Nafradi_Gabor_14ea.pdf · •Több MCNP...

Documents

Transcript of CAD alapú MCNP modellezésnuklearis.hu/sites/default/files/Nafradi_Gabor_14ea.pdf · •Több MCNP...