核电软件的验证与确认(Verification and Validation,V&V)是确保复杂系统的数值模拟软件的正确性与可靠性,保证软件质量的重要手段。自主化核电软件的验证主要采用直接比较方法,常用期望结果有四种方法:基准题、电厂运行数据、实验...
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核电软件的验证与确认(Verification and Validation,V&V)是确保复杂系统的数值模拟软件的正确性与可靠性,保证软件质量的重要手段。自主化核电软件的验证主要采用直接比较方法,常用期望结果有四种方法:基准题、电厂运行数据、实验数据、经典程序输出。由于核电软件求解的数学物理方程多为偏微分方程,通常很难构造解析解或精确解,并且基准题、实验数据研制成本高、周期长,先进反应堆软件与新一代核电设计软件几乎没有参考程序,软件验证面临计算结果难以判定问题,使得验证不充分,影响工程分析设计的安全性与经济性,即核电软件的验证与确认中存在测试Oracle问题,蜕变测试是一种间接比较技术,是缓解oracle问题的主流重要技术之一,它通过检查输入/输出是否满足蜕变关系来间接评价程序正确性,已初步成功应用于多款国产自主化核电设计软件的验证,取得了较好的效果。蜕变关系是蜕变测试的核心,而目前在蜕变测试方面的研究主要集中在蜕变关系的识别方法。为此,本文以燃耗计算程序为研究对象,提出一种似然蜕变关系发现框架,包括输入模式的识别、输出模式的挖掘和蜕变关系的验证三个阶段。论文的研究内容主要包括:(1)针对燃耗计算程序的输入模式开展研究,建立了一种基于领域知识的输入模式识别规则。本文基于待测程序的背景知识,分析其数学物理方程、数值求解算法和程序代码,以及通过数据变异和组合建立输入模式识别规则。通过结合程序的领域知识基于该识别规则进行静态分析,能够得出更多有意义的输入模式,对后续输出模式的挖掘有着十分重要的意义。(2)针对燃耗计算程序的输出模式开展研究,提出一种基于回归分析的蜕变关系输出模式挖掘方法。根据已得到的输入模式采用随机值生成策略生成测试输入偶对,通过执行程序得到相应的输出数据偶对,对其采用适合的回归模型挖掘燃耗计算程序中的输出模式。(3)针对燃耗计算程序NUIT的功率与核素密度进行似然蜕变关系挖掘实证研究,识别出一批有价值的蜕变关系,验证了方法的有效性。本文将蜕变测试技术引入核电软件的验证,通过以上研究表明,提出的基于回归分析的蜕变关系挖掘方法是有效的,该方法降低了蜕变关系的发现难度,节省了人力和物力资源。
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