Validation of a fission product revaporization model

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Date
2005
Major/Subject
Sovellettu matematiikka
Mcode
Mat-2
Degree programme
Language
en
Pages
viii + 81 s. + liitt. 7
Series
Abstract
The thesis has a two-fold purpose: 1.) to develop a systematic approach to simulation model verification and validation, and 2.) to report verification and validation studies of the APROS SA revaporization model. The scope of the validation is extended outside the traditional code development environment. Three fundamental processes that have effect on software validity during its entire life cycle are determined: management, development and operation processes. Proper documentation is vital in connecting different processes together. The proposed verification and validation procedure is kept on general level and personal judgment of analyst is needed to choose appropriate methods most suitable in each process. Key tasks in the management process are determining the independence level of validation and converting feedback to new ideas for further development. In the development phase the importance of continuous verification and validation is highlighted. That is, verification and validation should take place already during the design and writing of the code, not only when the code is written. It is vital to verify numerical and data transfer processes and the logic of the code. Validation can be based on subjective analysis such as expert opinions, sensitivity analysis or hypothesis validity. However, qualitative and quantitative methods ought to be used, if comparable data is available. A couple of quantitative methods are introduced since they are only rarely applied in previous studies. In the operation phase focus is on dynamic validity, i.e. how validity of the software is maintained in the changing real world. The suggested verification and validation method is applied on the APROS SA revaporization model. Analysis shows that the revaporization model is a clear improvement, but the fission product transfer and deposition model as a whole still has some deficiencies. The results point towards that there is a lack of models that could replicate forces reverse to deposition phenomena. Finally, recommendations for further development are presented.

Diplomityöllä on kaksi tavoitetta: 1.) kehittää järjestelmällinen lähestymistapa simulaatiomallien kelpoistamiseen ja 2.) raportoida APROS SA uudelleenhöyrystymismallin kelpoistuskokeet. Kelpoistamisen osalta tutkimuksen kenttää on laajennettu perinteistä koodin kehittämistä laajempaan ympäristöön, jolloin on voitu ottaa huomioon tietokoneohjelman kehittämisen eri vaiheet. Tällöin keskeisiä prosesseja ovat hallinnointi, kehittäminen ja käyttö. Riittävä dokumentointi on keskeisessä osassa, sillä se toimii linkkinä eri prosessien välillä. Työssä esitetty kelpoistamismalli on pidetty yleisellä tasolla, ja sen käyttäjän vastuulle on jätetty valita kuhinkin vaiheeseen parhaiten sopivat työskentely- ja analyysimenetelmät. Hallinnointi-prosessin kannalta tärkeimpiä tehtäviä ovat kelpoistamisen riippumattomuuden määrittäminen ja ohjelman käytöstä saadun palautteen muuttaminen uusiksi kehitysehdotuksiksi. Kehittämisprosessissa korostuu jatkuvan kelpoistamisen merkitys. Tietokoneohjelman toimivuutta ja kelpoistamismahdollisuuksia tulee pohtia jo ohjelman suunnitteluvaiheessa, eikä vasta sitten, kun koodi on saatu valmiiksi. Toimivuuden varmistamiseksi on keskeistä tarkistaa, että ohjelman numeeriset ja tiedon siirtoon liittyvät prosessit sekä ohjelman yleinen logiikka toimivat oikein. Kelpoistamisessa voidaan turvautua subjektiiviseen analyysiin, mutta laadullisia ja määrällisiä menetelmiä tulee suosia, jos vertailuaineistoa on saatavilla. Työssä on myös esitetty eräitä määrällisiä menetelmiä simulaation tarkkuuden arviointiin. Käyttöprosessin aikana tärkeää on seurata, että tietokoneohjelma pysyy ajan tasalla sen kuvaaman reaalimaailman systeemin muuttuessa. Työssä esitettyä menetelmää on sovellettu APROS SA uudelleenhöyrystymismallin kelpoistamisessa. Tulokset osoittavat, että uudelleenhöyrystymismalli on onnistuttu liittämään APROS SA -ohjelmistoon ja että se selvästi parantaa fissiotuotteiden leviämislaskennan tuloksia. Kokonaisuudessaan fissiotuotteiden leviämismalli on kuitenkin vielä puutteellinen. Analyysi viittaa siihen, että mallia voitaisiin kehittää ottamalla paremmin huomioon putken pinnasta fissiotuotteita irrottavat ilmiöt. Lopuksi on esitetty joukko ehdotuksia mallin jatkokehityksen suhteen.
Description
Supervisor
Hämäläinen, Raimo P.
Thesis advisor
Routamo, Tomi
Keywords
aerorol simulation, aerosolisimulaatio, verification, kelpoistaminen, validation, fissiotuotteiden uudelleenhöyrystyminen, fission product revaporization, APROS SA, APROS SA
Other note
Citation