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课程代码 Course Code | NU8100 | *学时 Teaching Hours | 48 | *学分 Credits | 3 | ||||
*课程名称 Course Name | （中文） 蒙特卡罗方法及其应用 | ||||||||
（English）Monte Carlo method and its application | |||||||||
*授课语言 Instruction Language | 中文 | ||||||||
*开课院系 School | 机械与动力工程学院 | ||||||||
先修课程 Prerequisite | 核反应堆物理 | ||||||||
授课教师 Instructors | 姓名Name | 职称Title | 单位Department | 联系方式E-mail | |||||
潘清泉 | 助理教授 | 机械与动力工程学院 | panqingquan@sjtu.edu.cn | ||||||
何东豪 | 助理教授 | 机械与动力工程学院 | donghaohe@sjtu.edu.cn | ||||||
*课程简介（中文）Course Description | 蒙特卡罗方法(蒙卡)具有较强的鲁棒性和较高的计算精度，目前正被广泛研究与应用。相对于确定论方法，蒙卡方法使用精确的几何建模和连续能量核数据，具有极高的计算精度。随着计算机能力的快速发展，蒙卡方法已经成为计算核工程领域的热点研究话题。本课程主要讲授蒙卡的基本理论，以及蒙卡在核工程领域的应用。本课程将会帮助学生理解蒙卡的理论模型、蒙卡模拟粒子输运的原理、蒙卡临界计算和固定源计算、相关的减方差方法和并行算法。同时，通过学习蒙卡程序，并自主编制蒙卡程序，用于粒子输运模拟，使同学们具备解决实际工程问题的研究能力。本课程为核工程与核技术专业的研究生奠定了良好的蒙卡基础，是反应堆设计、辐射防护、核技术应用等领域的重要课程。 | ||||||||
*课程简介（English）Course Description | Monte Carlo method is widely studied and used because of its strong robustness and high accuracy. Compared with the deterministic methods, Monte Carlo has advantages in geometric modeling and nuclear data processing. With the rapid development of computers’ power, Monte Carlo method has become a hot research topic in the field of computational nuclear engineering. This course presents the basic theory of Monte Carlo method and its application in the field of nuclear engineering. This course will help students to understand the theoretical model of Monte Carlo method, the principle of particle transport simulation, the Monte Carlo criticality calculation and fixed-source calculation, the related variance reduction methods and parallel algorithms. Meanwhile, students have the research ability to solve engineering problems by using the Monte Carlo codes and independently compiling a Monte Carlo program for particle transport simulation. This course build a good foundation for graduate students majoring in nuclear engineering, and is an important course in the fields of reactor design, radiation shielding, and nuclear technology application. | ||||||||
*教学安排 Schedules | 教学内容Content | 授课学时 Hours | 教学方式 Format | 授课教师 Instructor | |||||
绪论，概率论预备知识 | 2 | 课堂教学 | 潘清泉 | ||||||
蒙卡方法基本原理 | 3 | 课堂教学 | 何东豪 | ||||||
粒子输运方程及其解法-球谐函数法 | 3 | 课堂教学 | 潘清泉 | ||||||
粒子输运方程及其解法-离散纵标法 | 3 | 课堂教学 | 何东豪 | ||||||
粒子耦合输运物理模型 | 3 | 课堂教学 | 潘清泉 | ||||||
蒙卡临界计算方法 | 3 | 课堂教学 | 潘清泉 | ||||||
蒙卡方法在反应堆物理的应用 | 3 | 课堂教学 | 何东豪 | ||||||
蒙卡固定源计算方法 | 3 | 课堂教学 | 潘清泉 | ||||||
蒙卡方法在辐射屏蔽的应用 | 3 | 课堂教学 | 何东豪 | ||||||
源加速理论与相关算法 | 4 | 课堂教学 | 潘清泉 | ||||||
减方差理论与相关算法 | 4 | 课堂教学 | 潘清泉 | ||||||
混合蒙卡方法 | 3 | 课堂教学 | 何东豪 | ||||||
蒙卡方法的并行理论 | 2 | 课堂展示 | 何东豪 | ||||||
蒙卡程序开发与架构 | 3 | 课堂展示 | 潘清泉 | ||||||
MCNP程序与RMC程序介绍 | 3 | 课堂展示 | 潘清泉 | ||||||
蒙卡程序与基准题验证 | 3 | 课堂展示 | 何东豪 | ||||||
*考核方式Grading Policy | 考勤10%，编程大作业40%，期末考试50% | ||||||||
*教材或参考资料Textbooks & References | [1] 康崇禄. 蒙特卡罗方法理论和应用[M]. 科学出版社，2015. [2] 邓力, 李刚. 粒子输运问题的蒙特卡罗模拟方法与应用[M]. 科学出版社，2019. | ||||||||
备注 Notes | |||||||||
