检索结果-内蒙古大学图书馆

核科学与工程 2023年第2期43卷 315-323页

作者：蒋琪莲栾秀春周杰杨志达王俊玲黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001

辐射散热板的散热计算是空间核动力装置散热计算的重要部分,而其板面温度并不均匀,难以采用传统的角系数进行散热计算。本文通过对具有代表性换热特性的局部辐射散热板板面建模分析,应用蒙特卡罗方法进行板面温度不均匀条件下的空间辐... 详细信息

辐射散热板的散热计算是空间核动力装置散热计算的重要部分,而其板面温度并不均匀,难以采用传统的角系数进行散热计算。本文通过对具有代表性换热特性的局部辐射散热板板面建模分析,应用蒙特卡罗方法进行板面温度不均匀条件下的空间辐射散热计算,即有效辐射计算与宇宙吸收辐射计算,并且给出板面温度不同方向上分布不均匀对结果的影响。

关键词：辐射散热计算蒙特卡罗方法有效辐射宇宙吸收辐射

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大空间内气溶胶自然沉降去除速率及空间分布特性分析

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哈尔滨工程大学学报 2024年第12期45卷 2290-2297页

作者：李韬谷海峰王辉孙庆洋周艳民于建群汤添皓黄宁远哈尔滨工程大学核科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室黑龙江哈尔滨150001 中国核电工程有限公司北京100840

为研究压水堆严重事故后安全壳内的气溶胶的自然沉降及迁移行为,本文采用大尺度气溶胶综合行为实验台架对大尺度安全壳模拟体(体积127 m3)内气溶胶的沉降及迁移行为进行研究。借助粒径谱变化分析了大尺度空间环境中不同位置的气溶胶沉... 详细信息

为研究压水堆严重事故后安全壳内的气溶胶的自然沉降及迁移行为,本文采用大尺度气溶胶综合行为实验台架对大尺度安全壳模拟体(体积127 m3)内气溶胶的沉降及迁移行为进行研究。借助粒径谱变化分析了大尺度空间环境中不同位置的气溶胶沉降行为,获取如衰减指数、粒径变化等关键实验数据。探究了气溶胶在非均匀条件下的自然沉降行为,得到不同气溶胶位置的气溶胶沉降速率及空间分布变化规律,分析了压力、蒸汽份额等关键变量对于空间气溶胶沉降速率分布规律的影响。研究结果表明:在存在浓度不均现象时,罐体内的总体数量浓度下降速率偏小;在浓度均匀时,各位置气溶胶沉降去除规律偏于一致,且热工参数对于气溶胶沉降速率产生较大影响,对于各位置的影响规律相同。

关键词：气溶胶自然沉降气溶胶分层气溶胶空间分布凝并衰减指数大尺度安全壳严重事故

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containmentFOAM中蒸气冷凝模型的修正与确认

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哈尔滨工程大学学报 2024年第12期45卷 2312-2318页

作者：李龚霖王辉周书航边浩志丁铭哈尔滨工程大学核科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室黑龙江哈尔滨150001 中国核电工程有限公司北京100840

为了研究事故条件下含空气的蒸气冷凝换热过程,本文对开源求解器containmentFOAM进行了测试,修正蒸气冷凝换热模型。通过对COPAIN与COAST试验台架进行模拟分析,对比containmentFOAM及其冷凝换热模型与商用CFD程序Star-CCM+。结果表明:co... 详细信息

为了研究事故条件下含空气的蒸气冷凝换热过程,本文对开源求解器containmentFOAM进行了测试,修正蒸气冷凝换热模型。通过对COPAIN与COAST试验台架进行模拟分析,对比containmentFOAM及其冷凝换热模型与商用CFD程序Star-CCM+。结果表明:containmentFOAM中的冷凝换热模型仅在模拟平板表面的冷凝换热过程时具有较高的精度,而针对圆管表面的冷凝换热过程还需要进行抽吸效应修正。containmentFOAM相较于Star-CCM+具有更低的网格敏感性,更高的模拟效率和模拟精度。containmentFOAM中的冷凝模型修正,可准确并高效地模拟安全壳内含不凝性气体的流动换热问题。

关键词： OpenFOAM Star-CCM+ COPAIN 冷凝与组分输运蒸气冷凝扩散边界层模型抽吸效应程序确认

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海洋条件下非能动堆芯补水系统安注特性数值分析

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哈尔滨工程大学学报 2024年第12期45卷 2335-2340页

作者：唐济林王庶光单家浩张晋雷李东阳谭思超田瑞峰邱立青哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室黑龙江哈尔滨150001 中国核动力研究设计院四川成都610041 中国原子能科学研究院北京102413

针对非能动堆芯补水系统在海洋条件下的安注运行特性和安全分析的问题,本文建立了流体附加惯性力模型。通过对系统分析程序ARSAC二次开发,获得了能够模拟海洋条件下非能动堆芯补水系统安注过程的计算程序,并开展了初步验证和非能动堆芯... 详细信息

针对非能动堆芯补水系统在海洋条件下的安注运行特性和安全分析的问题,本文建立了流体附加惯性力模型。通过对系统分析程序ARSAC二次开发,获得了能够模拟海洋条件下非能动堆芯补水系统安注过程的计算程序,并开展了初步验证和非能动堆芯补水系统安注特性数值模拟。研究表明:附加惯性力模型及相应的程序节点模型能够预测海洋条件对非能动堆芯补水系统的影响。起伏工况下,非能动堆芯补水系统安注流量呈周期性波动,其振幅受起伏加速度和周期影响;摇摆条件不同,形成的附加惯性力存在显著差异,安注流量的波动特性显著不同;倾斜工况会改变非能动堆芯补水系统冷热两端的高度差,从而影响安注流量。本文可为海洋条件下非能动系统的设计及分析提供参考。

关键词：摇摆运动起伏运动倾斜非能动系统堆芯补水箱自然循环安注特性系统分析程序

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核动力系统运行工况预判的深度学习方法研究

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核科学与工程 2023年第4期43卷 944-951页

作者：梁彪黄涛袁鹏刘永超王博谭思超哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室黑龙江哈尔滨150001 中国核动力设计研究院核反应堆系统设计重点实验室四川成都610213

为建立核动力系统运行工况的高精度实时判别与运行监测参数的长时间在线预测方法,本研究基于神经网络模型,针对核动力系统运行状态预判开展了两方面工作。首先,基于核动力系统过去15个时间步(步长1 s)的监测参数变化,对运行工况进行实... 详细信息

为建立核动力系统运行工况的高精度实时判别与运行监测参数的长时间在线预测方法,本研究基于神经网络模型,针对核动力系统运行状态预判开展了两方面工作。首先,基于核动力系统过去15个时间步(步长1 s)的监测参数变化,对运行工况进行实时诊断判别,同时,采用搜索算法对判别模型的参数进行优化,提高模型对运行工况的识别精度;之后,对核动力系统的关键运行参数进行超前预测。结果表明:优化后模型的诊断判别准确率稳定在0.99以上;在100个时间步的长时间序列下能够实现对于参数变化趋势的有效预测;对比支持向量机、K-近邻、多层前馈等多种经典的算法可知,改进的循环网络——注意力机制网络联合模型在核动力系统的运行预判方面表现优异。本研究所建立的运行工况预判方法可为保障核动力系统安全运行的辅助判断决策与超实时监测感知提供工程应用参考。

关键词：核动力系统工况判别运行预测神经网络

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亚格子模型在窄通道内铅铋换热特性研究的适应性评价

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哈尔滨工程大学学报 2024年第12期45卷 2341-2349页

作者：王斐然温济铭田瑞峰张宴豪王福阳夏榜样陈冲张雪谭思超哈尔滨工程大学核科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室黑龙江哈尔滨150001 核反应堆技术全国重点实验室四川成都610213 先进核能技术全国重点实验室四川成都610213

针对使用雷诺时均模型对低普朗特数冷却剂的湍流换热特性研究时存在精确度不足及可靠性无法证实的问题,本文使用高保真的大涡模拟模型对铅铋合金在矩形通道内的湍流换热特性进行了对比研究。对于Pe=1100及湍流强度更小的工况,使用经典Sm... 详细信息

针对使用雷诺时均模型对低普朗特数冷却剂的湍流换热特性研究时存在精确度不足及可靠性无法证实的问题,本文使用高保真的大涡模拟模型对铅铋合金在矩形通道内的湍流换热特性进行了对比研究。对于Pe=1100及湍流强度更小的工况,使用经典Smagorinsky-Lilly模型计算所得的对流换热系数偏高,而修正Smagorinsky-Lilly模型对过预测情况有优化的效果;对于Pe=2200及湍流强度更大的工况,由于Smagorinsky-Lilly模型不可解的小尺度粘性底层区域被压缩,使得模型参数Cs的改变对全局对流换热特性的影响被削弱。本文评估了不同的Smagorinsky-Lilly亚格子应力模型对窄矩形通道内铅铋湍流换热特性的模拟效果,当Pe≤1100时,Cs=0.18的模型对全局对流换热特性的计算结果过高;当Pe≥2200时,耗散模拟的过程受到Cs的影响减弱,全局对流换热特性受到Smagorinsky-Lilly模型参数的影响较小。湍流强度较低时,需要选取更小的模型参数以削弱过预测的效应。

关键词：大涡模拟模型 Smagorinsky-Lilly模型壁面湍流铅铋合金矩形通道高保真数值模拟湍流应力对流换热

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基于深度强化学习的反应堆热工系统运行温度智能控制方法研究

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核动力工程 2024年第S2期45卷 197-205页

作者：刘永超谭思超李桐程家豪王博高璞珍田瑞峰哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学核安全与先进核能技术工信部重点实验室哈尔滨150001

传统比例-积分-微分(PID)控制方法难以实现良好稳定的控制效果。本文提出了基于深度强化学习的反应堆热工系统运行温度智能控制方法,步骤为:①搭建反应堆热工系统RELAP5模型,并对其进行交互扩展,使其能够支持深度强化学习技术;②在柔性... 详细信息

传统比例-积分-微分(PID)控制方法难以实现良好稳定的控制效果。本文提出了基于深度强化学习的反应堆热工系统运行温度智能控制方法,步骤为:①搭建反应堆热工系统RELAP5模型,并对其进行交互扩展,使其能够支持深度强化学习技术;②在柔性动作-评价(SAC)算法的基础上耦合了多变量长短期记忆(LSTM)神经网络,有效提取了控制历史信息的时序特征;③基于优化目标驱动的控制模型可自行收集数据样本,并通过自我学习机制,完成控制策略的优化;④根据多变量状态特征和时序特征,实现了对运行温度的端到端控制。通过与PID控制器的仿真实验对比验证,本文提出的方法具有优异的负荷跟踪能力与扰动抑制能力,具备良好的环境适应性与控制鲁棒性。

关键词：反应堆热工系统深度强化学习柔性动作-评价(SAC) 长短期记忆(LSTM) 智能控制

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基于T-S模糊模型的非线性分布参数系统极点配置P-sD控制

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导航定位与授时 2022年第6期9卷 58-67页

作者：党爱然栾秀春孙贺涛王俊玲周杰杨志达哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室哈尔滨工程大学核安全与先进核能技术工信部重点实验室哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室

采用Lyapunov直接法讨论分布参数系统的稳定性，建立分布参数系统的Lyapunov函数。为保证分布参数系统稳定，应使Lyapunov函数对时间的微分小于0。由于分布参数系统中存在空间一次微分项与二次微分项，Lyapunov函数对时间的微分中将出... 详细信息

采用Lyapunov直接法讨论分布参数系统的稳定性，建立分布参数系统的Lyapunov函数。为保证分布参数系统稳定，应使Lyapunov函数对时间的微分小于0。由于分布参数系统中存在空间一次微分项与二次微分项，Lyapunov函数对时间的微分中将出现常数项与积分项，针对常数项，引入空间一次微分项来抵消；针对积分项，引入对应的状态反馈来使系统稳定。利用边界条件量化Lyapunov函数对时间的微分中的各项，从而设计控制器，这是一种新的设计P-sD状态控制的方式。其中状态反馈的部分采用极点配置的方法来设计，当分布参数系统中出现状态变量的非线性函数时，采用T-S模糊模型表达，可以通过状态变量的线性组合精确描述非线性项，以便极点配置设计状态反馈。针对两个非线性分布参数数学模型进行仿真，结果证明设计的P-sD状态控制器可以使分布参数系统稳定，并达到期望的效果。

关键词：分布参数系统 Lyapunov稳定性 T-S模糊模型 P-sD状态控制

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广义非能动核级笼式调节阀抗震研究

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阀门 2024年第1期 31-36页

作者：王宗永周杰王俊玲杨志达栾秀春哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学核安全与先进核能技术工信部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001

抗震性能是衡量核电设备安全可靠性的重要指标之一,广义非能动核级笼式调节阀作为堆腔注水系统实现其流量调节功能的重要设备,对堆芯熔毁时的熔融物堆内滞留有着重要作用,必须对其进行抗震研究。利用限元分析方法进行模态分析,确定了调... 详细信息

抗震性能是衡量核电设备安全可靠性的重要指标之一,广义非能动核级笼式调节阀作为堆腔注水系统实现其流量调节功能的重要设备,对堆芯熔毁时的熔融物堆内滞留有着重要作用,必须对其进行抗震研究。利用限元分析方法进行模态分析,确定了调节阀的固有频率大于33 Hz,因此采用等效静力法进行抗震分析。根据计算结果确定危险部位进行应力评定,结果满足ASME核电规范与标准的相关要求。最后进行抗震实验和震后功能检测实验,抗震实验结果总体与仿真结果相符,震后功能检测实验表明调节阀未遭到破坏,且仍可以按照预期实现其调节功能。仿真和实验的结果均表明广义非能动核级笼式调节阀可以维持在地震条件下的结构完整性和功能稳定性。

关键词：抗震分析核级阀门笼式调节阀堆腔注水系统

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安全壳隔间壁面冷凝诱发的氢气分层行为研究

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应用科技 2024年第1期51卷 76-81页

作者：李建发陈广恒刘丰娄泰山陈喜明中国核电工程有限公司北京100840 哈尔滨工程大学核科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室黑龙江哈尔滨150001

为了评估安全壳隔间冷壁附近的蒸汽冷凝对氢气聚集风险的影响,本研究采用数值模拟的方法对局部隔间内含氢混合气体的迁移和聚集现象开展分析。结果表明,在足够高的氢气和蒸汽浓度条件下,蒸汽冷凝会诱发近壁区的混合气体形成浮力流。当... 详细信息

为了评估安全壳隔间冷壁附近的蒸汽冷凝对氢气聚集风险的影响,本研究采用数值模拟的方法对局部隔间内含氢混合气体的迁移和聚集现象开展分析。结果表明,在足够高的氢气和蒸汽浓度条件下,蒸汽冷凝会诱发近壁区的混合气体形成浮力流。当隔间内释放气体的Fr小于临界值时,高浓度的氢气会在近壁区浮力流的驱使下聚集于隔间顶部;反之,隔间内的氢气会被混合均匀。当冷凝诱发浮力流的组分浓度被满足,蒸汽冷凝会增强安全壳局部隔间内高浓度氢气聚集的稳定性,隔间内氢气分层所需的临界Fr明显高于无冷凝条件。本文研究结论可为核电站严重事故下的氢气安全行为提供理论参考。

关键词：安全壳隔间蒸汽冷凝氢气气体分层氢气迁移氢气聚集多组分气体数值模拟

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