آموزش mcnp-درس22-نمودار در mcnp

آموزش mcnp-درس22-نمودار در mcnp

کد MCNP علاوه بر قابلیت‌های شبیه‌سازی پیشرفته، یک محیط داخلی برای تجسم و تحلیل گرافیکی نتایج فراهم می‌کند. این محیط که از طریق دستورات خاصی کنترل می‌شود، به کاربران اجازه می‌دهد بدون خروج از نرم‌افزار، نمودارهای دو بعدی، سه بعدی و کانتوری را مستقیماً از داده‌های تالی ایجاد کنند. این مقاله به معرفی دستورات کلیدی این محیط، syntax و پارامترهای آنها می‌پردازد.

۱. دسته‌بندی کلی دستورات

دستورات گرافیکی MCNP را می‌توان به دسته‌های اصلی زیر تقسیم کرد:

1. دستورات تنظیم پارامتر (Parameter-Setting Commands): این دستورات پارامترهای عمومی نمودارها (مانند انتخاب تالی، مقیاس، عنوان) را کنترل می‌کنند و تا زمانی که explicitly تغییر نکنند یا reset نشوند، برای نمودارهای بعدی نیز اعمال می‌شوند.

2. دستورات تعیین عنوان (Titling Commands): برای تعیین عناوین نمودار، محورها و زیرنویس‌ها.

3. دستورات مشخص‌کننده محتوای نمودار (Commands that Specify What Is to Be Plotted): این دستورات مشخص می‌کنند که کدام متغیرها روی کدام محورها رسم شوند (مثلاً انرژی در مقابل شار).

4. دستورات مشخص‌کننده فرم نمودار (Commands that Specify the Form of Plots): این دستورات نوع نمودار (خطی، میله‌ای، هیستوگرام)، مقیاس (خطی یا لگاریتمی) و ظاهر (ضخامت خط، نمایش خطاها) را تعیین می‌کنند.

5. دستورات مشخص‌کننده فرم نمودارهای کانتوری (Commands that Specify the Form of Contour Plots): دستورات خاص برای تنظیم نمودارهای کانتوری و سطحی.

۲. شرح دستورات کلیدی

۲-۱. دستورات تنظیم پارامتر

• TALLY z

  • توضیح: تالی مورد نظر برای رسم را انتخاب می‌کند.

  • پارامتر: z شماره تالی مورد نظر است. به طور پیش‌فرض، اولین تالی موجود در مسئله انتخاب می‌شود.

• FACTOR z f z

  • توضیح: داده‌های محور مشخص شده را در یک ضریب (f) ضرب و سپس یک مقدار (z) به آن اضافه می‌کند. فقط روی نمودار جاری اثر می‌گذارد.

  • مثال: FACTOR X 2.5 مقادیر محور X را در ۲.۵ ضرب می‌کند.

• IGBTE z

  • توضیح: پارامترهای یک دستور را به مقادیر پیش‌فرضشان بازمی‌گرداند. اگر ALL استفاده شود، همه پارامترها reset می‌شوند.

۲-۲. دستورات تعیین عنوان

• TITLE z "as"

  • توضیح: عنوان اصلی نمودار را تعیین می‌کند.

  • پارامترها: z شماره خط عنوان (۱ یا ۲) و "as" متن عنوان است.

• XTTILE "as", YTTILE "as", ZTTILE "as"

  • توضیح: به ترتیب، عنوان برای محور X، Y و Z (در نمودارهای سه بعدی) تعیین می‌کنند.

• LABEL "as"

  • توضیح: برچسب (label) برای منحنی جاری در legend نمودار تعیین می‌کند.

۲-۳. دستورات مشخص‌کننده محتوای نمودار

• FREE x[z], [y[z]]

  • توضیح: مشخص می‌کند کدام متغیر(ها) به عنوان متغیر مستقل (Free) در نمودار استفاده شوند. این مهم‌ترین دستور برای تعیین نوع نمودار است.

  • پارامترها: x و y می‌توانند از بین شاخص‌های بین تالی (مانند E برای انرژی، T برای زمان، C برای کسینوس، I, J, K برای اندیس‌های شبکه یا مش) انتخاب شوند.

    • اگر فقط x مشخص شود، یک نمودار دو بعدی (۲-D) رسم می‌شود.

    • اگر هر دو x و y مشخص شوند، یک نمودار کانتوری دو بعدی یا سطحی سه بعدی (بسته به فعال بودن حالت ۳-D) رسم می‌شود.

  • مثال: FREE E یک نمودار بر حسب انرژی می‌سازد.

• FIXED q n

  • توضیح: شماره بین (bin) برای یک متغیر ثابت (Fixed) را مشخص می‌کند. از این دستور برای "ثابت کردن" سایر متغیرها هنگام استفاده از دستور FREE استفاده می‌شود.

  • پارامترها: q نوع متغیر (مانند E, T, C, I, J, K) و n شماره بین آن است.

  • مثال: برای رسم توزیع انرژی در سلول شماره ۱۰، از این دستورات استفاده می‌شود:

    text

    TALLY 4 // فرض کنید تالی F4 برای سلول ۱۰ است
    FREE E // متغیر آزاد: انرژی
    FIXED C 10 // متغیر ثابت: سلول (Cell) شماره ۱۰

۲-۴. دستورات مشخص‌کننده فرم نمودار

• LINEAR, LOGLOG, LINX, LINY

  • توضیح: نوع مقیاس محورها را تعیین می‌کنند. به ترتیب: خطی-خطی، لگاریتمی-لگاریتمی، لگاریتمی-خطی، خطی-لگاریتمی.

• HISTOGRAM, LINEAR, SPLINE, BAR

  • توضیح: نوع اتصال نقاط داده را مشخص می‌کنند. به ترتیب: هیستوگرام، خطی (اتصال با خط راست)، اسپلاین (منحنی هموار)، نمودار میله‌ای.

• ERROR, NOERROR

  • توضیح: نمایش یا عدم نمایش میله‌های خطا (Error Bars) را کنترل می‌کنند.

• THICKNESS z

  • توضیح: ضخامت خطوط نمودار را تنظیم می‌کند.

۲-۵. دستورات نمودارهای کانتوری

• CONTOUR [<min> <max> <step>] [options]

  • توضیح: پارامترهای نمودارهای کانتوری را تنظیم می‌کند.

  • پارامترها:

    • min, max, step: به ترتیب حداقل، حداکثر و گام مقادیر برای خطوط تراز.

    • گزینه‌ها (options):

      • PERCENT: تفسیر پارامترهای min/max/step به عنوان درصد.

      • ABS: تفسیر آنها به عنوان مقادیر مطلق (پیش‌فرض برای گام).

      • LOG: فاصله‌گذاری لگاریتمی بین سطوح.

      • ALL: استفاده از کل محدوده داده‌های تالی برای تعیین min/max (نه فقط داده‌های نمودار جاری).

  • مثال: CONTOUR 1E-5 1E-2 10 LOG سطوح کانتور را به صورت لگاریتمی بین 1E-5 تا 1E-2 با ۱۰ سطح می‌گذارد.

۳. جمع‌بندی و نتیجه‌گیری

سیستم رسم نمودار داخلی MCNP یک ابزار قدرتمند و همه‌جانبه برای تجسم سریع و مستقیم نتایج شبیه‌سازی است. درک دستورات اصلی مانند FREE, FIXED, TALLY و دستورات کنترل فرمت برای تولید موثر نمودارها ضروری است.

• مزایا: یکپارچگی کامل با MCNP، عدم نیاز به صادرات داده و نرم‌افزارهای جانبی، پشتیبانی از انواع نمودارها.

• معایب/محدودیت‌ها: ممکن است از نظر ظاهری و customization انعطاف‌پذیری نرم‌افزارهای تخصصی مانند Python یا MATLAB را نداشته باشد. همچنین برای داده‌های بسیار حجیم ممکن است کند باشد.

این محیط گرافیکی برای تحلیل اولیه و سریع نتایج، دیباگ کردن مدل و اعتبارسنجی هندسه در حین انجام شبیه‌سازی بسیار ارزشمند است. برای تولید نمودارهای با کیفیت انتشار (Publication-quality)، معمولاً خروجی داده‌ها به نرم‌افزارهای تخصصی‌تر منتقل می‌شوند، اما این دستورات نقطه شروع ایده‌آلی را فراهم می‌کنند.