【摘 要】
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核工程领域中,蒙特卡罗方法是重要的粒子输运计算方法,传统蒙特卡罗粒子输运程序的前处理过程主要依靠手工编写输入文本的方式完成,在核设施与核装置越来越大型化、精细化和复杂化的发展趋势下,手工编写输入模型的前处理方法变得十分耗时且困难。针对此问题,本文基于Open CASCADE开源几何引擎完成边界表示法的CAD模型到构造实体几何表示法的蒙卡计算模型转换,主要的研究内容包括:（1）发展基于中性格式STE
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（批准号:2019YFE0191700）； 安徽省自然科学基金面上项目（2008085MA23）；
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核工程领域中,蒙特卡罗方法是重要的粒子输运计算方法,传统蒙特卡罗粒子输运程序的前处理过程主要依靠手工编写输入文本的方式完成,在核设施与核装置越来越大型化、精细化和复杂化的发展趋势下,手工编写输入模型的前处理方法变得十分耗时且困难。针对此问题,本文基于Open CASCADE开源几何引擎完成边界表示法的CAD模型到构造实体几何表示法的蒙卡计算模型转换,主要的研究内容包括:（1）发展基于中性格式STEP的CAD模型拓扑信息与几何信息的解析与解构方法。针对三维模型表达方法多样且CAD软件众多的问题,选取了利于不同系统之间信息交互的STEP中性格式文件作为前处理过程的输入文件格式,可达到前处理方法兼容不同CAD软件输出模型的效果。基于边界表示法的STEP格式文件结构特点,实现STEP格式CAD模型拓扑信息与几何信息的解析与重构。（2）优化含四阶圆环面模型转换过程。根据蒙特卡罗粒子输运程序采用的构造实体几何表示法（CSG）与STEP中性格式所采用的边界表示法（BREP）之间的差异,对不同的BREP模型到CSG模型转换方法进行了对比和研究。在基于分解的模型转换方法中,分解方法的不同将导致BREP模型到CSG模型的转换结果不唯一。本文以降低蒙卡程序粒子输运计算时几何处理难度为目标,研究适用于含四阶圆环面模型的分解方法;再根据分解过程生成的凸实体转换元模型信息,基于STEP模型信息描述格式实现特征面信息识别,用于转换生成CSG模型信息,完成整个蒙特卡罗粒子输运程序前处理过程。（3）利用本文方法与蒙卡计算程序SuperMC模型前处理方法分别处理STEP格式的CFETR氦冷固态氚增殖包层模型,在SuperMC中子学计算结果基本一致的前提下,本文方法减少了 40%-60%的计算时长,初步验证本文前处理方法的有效性与正确性。本文所提出的含四阶圆环面分解方法在蒙卡计算模型生成阶段就考虑模型处理方式对粒子输运过程的影响,为解决现有模型前处理方法对复杂模型转换后蒙卡粒子输运计算效率较低的问题提供思路。
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