آموزش تعریف کارت سطوح ساده در mcnp
در این درس از مجموعه آموزش‌های کد مونت کارلو MCNP که توسط وب‌سایت پرتویار ارائه می‌شود، به چگونگی تعریف کارت سطوح می‌پردازیم.
فهرست مطالب:
-
مقدمه‌ای بر تعریف سطوح و سلول‌ها
-
ساختار کلی کارت سطح
-
انواع سطوح:
-
صفحات (Planes)
-
کره‌ها (Spheres)
-
استوانه‌ها (Cylinders)
-
مخروط‌ها (Cones)
-
مقدمه
سلول‌ها در MCNP با استفاده از سطوح مختلف و مقاطع مخروطی تعریف می‌شوند. این سطوح با اعمال ضرایب مناسب در معادلات تحلیلی که در خود کد گنجانده شده‌اند، مشخص می‌گردند. حتی سطوحی که کاربر نمی‌تواند معادله مستقیمی برای آن‌ها ارائه دهد، با وارد کردن مختصات چند نقطه برای کد قابل تعریف هستند.
ساختار کلی کارت سطح
ساختار کلی تعریف یک سطح در MCNP به صورت زیر است:
j n a list
شرح پارامترها:
-
j: شماره سطح است.
-
اگر با ستاره (
*) همراه باشد، نشان‌دهنده سطح بازتابنده است. -
اگر با علامت مثبت (
+) همراه باشد، نشان‌دهنده مرز سفید است. -
اگر سطح تعیین‌کننده یک سلول با دستور
TRCLانتقال یابد، اطلاعات بعدی در خط تعریف سلول از ستون ششم به بعد وارد می‌شود.
-
-
n: این پارامتر می‌تواند مثبت، منفی یا صفر باشد.
-
اگر
n=0باشد یا این پارامتر قرار داده نشود، هیچ انتقال مختصاتی انجام نمی‌شود. -
اگر
nمثبت باشد، موقعیت سطح با استفاده از دستور انتقال شمارهn(دستورTRn) تغییر می‌کند. -
اگر
nمنفی باشد، نشان می‌دهد که سطح شمارهjبه صورت تناوبی با سطح شمارهnتکرار می‌شود.
-
-
a: این پارامتر نوع سطح (صفحه، کره، استوانه و...) را با استفاده از حروف اختصاری تعریف شده در MCNP (مانند P، S، C و...) مشخص می‌کند.
-
list: این بخش مربوط به ضرایب معادله سطح است که با توجه به نوع سطح (
a) تعیین می‌شود.
انواع سطوح
1. صفحات (Planes)
الف) صفحات موازی با محورهای مختصات:
برای تعریف صفحات عمود بر محورهای X، Y یا Z از دستور زیر استفاده می‌شود. در این حالت معادله صفحه به شکل AX - D = 0 ساده می‌شود.
j P D
-
این دستور صفحه‌ای عمود بر محور X را در
X = Dتعریف می‌کند. -
برای صفحات عمود بر محور Y یا Z، از دستورهای
PYوPZاستفاده می‌شود.
مثال: سطح شماره ۱ به عنوان صفحه‌ای عمود بر محور X در موقعیت X=10:
1 P 10
ب) صفحات غیرموازی با محورهای مختصات (صفحه کلی):
برای تعریف یک صفحه با جهت‌گیری دلخواه از معادله کلی صفحه AX + BY + CZ - D = 0 استفاده می‌شود.
j P A B C D
مثال: سطح شماره ۲ با معادله 2X - 3Y + Z = 5:
2 P 2 -3 1 5
2. کره‌ها (Spheres)
الف) کره با مرکز در مبدأ مختصات:
j SO R
این دستور کره‌ای با مرکز (۰,۰,۰) و شعاع R را تعریف می‌کند: X^2 + Y^2 + Z^2 = R^2.
ب) کره با مرکز در نقطه (X,Y,Z):
j S X Y Z R
این دستور کره‌ای با مرکز (X,Y,Z) و شعاع R را تعریف می‌کند: (X-X0)^2 + (Y-Y0)^2 + (Z-Z0)^2 = R^2.
ج) کره با مرکز روی یکی از محورها:
برای کره‌ای که مرکز آن بر روی محور X قرار دارد (یعنی مختصات Y و Z مرکز صفر هستند):
j SX X0 R
این دستور کره‌ای با مرکز (X0, 0, 0) و شعاع R را تعریف می‌کند. به طور مشابه از SY و SZ برای محورهای Y و Z استفاده می‌شود.
3. استوانه‌ها (Cylinders)
برای تعریف استوانه‌های بی‌نهایت که محور آن‌ها موازی با یکی از محورهای مختصات است، از دستورهای CX, CY و CZ استفاده می‌شود.
-
C/X: استوانه‌ای که محور آن موازی با محور X است و در صفحه Y-Z قرار دارد. -
C/Y: استوانه‌ای که محور آن موازی با محور Y است. -
C/Z: استوانه‌ای که محور آن موازی با محور Z است.
ساختار دستور به این صورت است:
j C/X Y Z R
این دستور استوانه‌ای با محور موازی X را تعریف می‌کند که مرکز آن در صفحه Y-Z در نقطه (Y, Z) قرار دارد و شعاع آن R است.
مثال: سطح شماره ۵، یک استوانه با محور موازی محور Z، مرکز (۰,۰) در صفحه X-Y و شعاع ۵:
5 C/Z 0 0 5
4. مخروط‌ها (Cones)
مخروط‌ها نیز با محور موازی با یکی از محورهای مختصات تعریف می‌شوند. ساختار کلی آن‌ها به این صورت است:
j KX X0 t² ±1
-
KX: نشان می‌دهد محور مخروط موازی با محور X است و رأس آن در X=X0 قرار دارد. (برای محورهای دیگر از
KYوKZاستفاده می‌شود). -
t²: مربع
t(تانژانت نیم‌زاویه رأس مخروط). -
±1: این پارامتر جهت مخروط را مشخص می‌کند. مقدار
+۱برای قسمتی از مخروط که در جهت مثبت محور از رأس امتداد دارد و-۱برای جهت مخالف به کار می‌رود.
نکته: استفاده از +۱ یا -۱ تنها در تعریف مخروط‌ها الزامی است و جهت باز یا بسته بودن سطح را تعیین می‌کند.
نکته پایانی: در این آموزش از تعریف سطوح با استفاده از ماکروبادی‌ها صرف نظر شده است، چرا که اگرچه استفاده از آن‌ها ممکن است ساده به نظر برسد، اما در مرحله تحلیل و پردازش می‌توانند باعث بروز ابهام شوند. بنابراین توصیه می‌شود تا حد امکان از تعریف مستقیم سطوح استفاده کنید.
برای مشاهده فهرست کامل درس‌های آموزش MCNP به [اینجا] لینک کنید.
