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核电高压给水加热器启动过程建模与仿真

哈尔滨工程大学学报 2023年第12期44卷 2087-2094页

作者：张志疆田兆斐哈尔滨工程大学核科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001

为了研究金属材料的热惯性和温度变化速率对高压给水加热器启动过程的动态特性及能耗特性的影响,本文建立了基于两相非平衡模型的核电站高压给水加热器仿真模型。针对高压给水加热器的启动过程开展仿真研究,以抽汽阀门开度和给水焓值为... 详细信息

为了研究金属材料的热惯性和温度变化速率对高压给水加热器启动过程的动态特性及能耗特性的影响,本文建立了基于两相非平衡模型的核电站高压给水加热器仿真模型。针对高压给水加热器的启动过程开展仿真研究,以抽汽阀门开度和给水焓值为入口扰动边界条件,分析了最大温度变化速率和正常温度变化速率下的启动过程动态特性。研究发现:高压给水加热器仿真模型完成启动后,壳侧压强、水位和给水出口温度等主要参数与设计值误差在1%以内;为了满足温度变化速率的限制,抽汽阀门开度变化率最快不能超过75.34%/h,正常变工况运行不得超过37.24%/h,对高压给水加热器的启动过程有重要指导意义。该仿真模型可以为高压给水加热器启动过程的调试和运行优化提供参考。

关键词：高压给水加热器启动过程建模与仿真动态特性热惯性温度变化速率核电站两相非平衡模型

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混合神经网络的包壳峰值温度预测研究

哈尔滨工程大学学报 2022年第12期43卷 1728-1735页

作者：孙大彬李磊田兆斐王贺哈尔滨工程大学核安全与仿真技术重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001

为了准确、高效的预测包壳峰值温度,本文提出了一种卷积神经网络-长短期记忆网络的混合神经网络模型。通过混合神经网络模型,充分提取数据局部特征的同时对时间序列信息进行充分的学习,实现了包壳峰值温度的预测。数据结果表明:卷积神... 详细信息

为了准确、高效的预测包壳峰值温度,本文提出了一种卷积神经网络-长短期记忆网络的混合神经网络模型。通过混合神经网络模型,充分提取数据局部特征的同时对时间序列信息进行充分的学习,实现了包壳峰值温度的预测。数据结果表明:卷积神经网络-长短期记忆网络的混合神经网络模型单次事故分析时间降低为0.55 s的同时具备很高的准确性和稳定性。峰值预测精度、序列预测精度、超限概率预测精度、平均绝对百分比误差分别达到了99.527%,91.098%,95.371%,2.522%,均方根误差为49.065。相较于传统的BP神经网络和卷积神经网络方法,卷积神经网络-长短期记忆网络的混合神经网络模型也体现出了明显的优势。

关键词：包壳峰值温度卷积神经网络长短期记忆网络混合神经网络峰值预测精度序列预测精度超限概率预测精度平均绝对百分比误差

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采用不同涡识别方法判定棒束涡流特征

哈尔滨工程大学学报 2022年第12期43卷 1736-1742页

作者：靳玉冠田兆斐曾泓月哈尔滨工程大学核科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001

为能对带有搅混翼的压水堆棒束流场中的漩涡结构特征进行判定,本文采用涡量法、Q判据、λ2方法、Ω方法和Liutex方法等涡识别方法对棒束通道中的涡流场进行了分析。研究表明:对不同的涡识别方法的等值面的分析和比较表明除涡量法,Q判据... 详细信息

为能对带有搅混翼的压水堆棒束流场中的漩涡结构特征进行判定,本文采用涡量法、Q判据、λ2方法、Ω方法和Liutex方法等涡识别方法对棒束通道中的涡流场进行了分析。研究表明:对不同的涡识别方法的等值面的分析和比较表明除涡量法,Q判据、λ2方法、Ω方法和Liutex方法均可识别通道内的中心涡流、伴生漩涡和搅混翼的耗散漩涡。Liutex方法可以精确的识别中心漩涡和伴生漩涡,同时判定值作为向量也更加方便确认漩涡旋转方向与轴的位置。本研究提高了对棒束通道内漩涡结构的理解,分析了常用漩涡识别方法的差异,可为包括子通道在内的流场分析和性能优化提供一定的理论指导和技术支撑。

关键词：棒束通道子通道搅混翼计算流体力学涡识别方法 Liutex 漩涡结构漩涡特征

棒束子通道两流体全隐式Picard Krylov算法

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哈尔滨工程大学学报 2023年第12期44卷 2095-2102页

作者：张宇航田兆斐李磊钱浩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

为提升压水堆堆芯棒束通道热工水力计算的精度和效率,本文提出一种Picard算法和Krylov子空间算法相结合的全隐式Picard Krylov算法。利用Picard算法完成棒束子通道两流体方程组全隐式求解,并使用Krylov子空间方法提升Picard迭代计算效... 详细信息

为提升压水堆堆芯棒束通道热工水力计算的精度和效率,本文提出一种Picard算法和Krylov子空间算法相结合的全隐式Picard Krylov算法。利用Picard算法完成棒束子通道两流体方程组全隐式求解,并使用Krylov子空间方法提升Picard迭代计算效率。研究表明:全隐式Picard Krylov算法在压水堆子通道及棒束通道基准题稳态和瞬态计算中,数值结果与实验结果吻合较好,且相较于Picard算法稳态计算效率最高提升89.7%,瞬态计算效率最高提升20.68%。相较于传统的算符分解及Picard迭代方法,全隐式Picard Krylov算法具有良好的计算精度和效率。

关键词： Picard算法 Krylov子空间算法两流体模型压水堆子通道及棒束通道基准题子通道分析全隐式算法计算精度计算效率

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外延分区耦合瞬态计算流体力学计算技术

哈尔滨工程大学学报 2022年第12期43卷 1698-1705页

作者：张历轩陈广亮田兆斐钱浩李瑞哈尔滨工程大学核安全与仿真技术重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001

针对典型压水堆堆芯细长流道数目多、结构复杂,耗用计算资源与时间极大的问题,本文开发了外延分区耦合瞬态流体力学计算技术。而改进后的外延分区耦合瞬态流体力学计算技术则可实时获取上游子域边界条件,优化子域划分方案。研究表明:经... 详细信息

针对典型压水堆堆芯细长流道数目多、结构复杂,耗用计算资源与时间极大的问题,本文开发了外延分区耦合瞬态流体力学计算技术。而改进后的外延分区耦合瞬态流体力学计算技术则可实时获取上游子域边界条件,优化子域划分方案。研究表明:经验证分析所设计方案在堆芯瞬态热工水力计算中高效且温度、压降预测准确、流速最大误差率不超过0.7%,均方根误差均小于0.02。研究极大地降低了单次计算负荷,具备工程应用前景,对确定堆芯薄弱环节、优化特征结构、提升安全及经济性等具有重大意义。

关键词：压水堆堆芯棒束燃料组件计算流体力学分段求解技术外延分区耦合瞬态精细化流场模拟

基于Flowmaster的中国实验快堆汽轮机组仿真研究

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原子能科学技术 2014年第S1期48卷 582-587页

作者：闫昊田兆斐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

汽轮机组在中国实验快堆(CEFR)三回路中承担了将热能转换为电能的重要作用,但自安装以来,未在40%P0(P0为满功率)以上工况下运行,故需对其进行必要的仿真模拟。本文根据CEFR中汽轮机组的实际模型,通过Flowmaster仿真平台建立了汽轮机组... 详细信息

汽轮机组在中国实验快堆(CEFR)三回路中承担了将热能转换为电能的重要作用,但自安装以来,未在40%P0(P0为满功率)以上工况下运行,故需对其进行必要的仿真模拟。本文根据CEFR中汽轮机组的实际模型,通过Flowmaster仿真平台建立了汽轮机组的仿真模型。利用该模型,得到了满功率运行工况下的稳态结果,该结果验证了设计参数。同时,完成了由满功率到40%P0工况下的瞬态仿真模拟,验证了汽轮机组的部分性能和运行情况。仿真结果表明,利用Flowmaster建立的仿真模型运行情况基本符合设计要求,并为实际运行提供了一定的参考价值。该模型对后续验证快堆三回路其他系统的仿真模型具有一定的参考意义。

关键词：中国实验快堆汽轮机组 Flowmaster 仿真

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船舶蒸汽系统管道仿真方法研究

系统仿真学报 2006年第4期18卷 835-837页

作者：田兆斐张志俭哈尔滨工程大学核科学与技术学院核动力仿真研究中心黑龙江哈尔滨150001

根据船舶饱和蒸汽系统管道的工作特点和结构特点,将复杂的蒸汽管网分为大直径蒸汽管道和小直径蒸汽管网两类仿真对象,根据质量守恒、能量守恒定律针对这两类仿真对象分别建立了两相箱体模型和流体网络模型。考虑了流体网络中网络节点与... 详细信息

根据船舶饱和蒸汽系统管道的工作特点和结构特点,将复杂的蒸汽管网分为大直径蒸汽管道和小直径蒸汽管网两类仿真对象,根据质量守恒、能量守恒定律针对这两类仿真对象分别建立了两相箱体模型和流体网络模型。考虑了流体网络中网络节点与外界环境的散热,提出了流体网络节点压力、温度、焓的修正方法。在某核动力装置模拟器上进行的仿真实验表明,该模型能够较好地反映船舶饱和蒸汽系统管道运行的动态特性。

关键词：蒸汽系统两相箱体模型流体网络模型船舶仿真

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核动力装置冷凝器实时仿真

核动力工程 2008年第5期29卷 119-123页

作者：薛若军田兆斐赵强哈尔滨工程大学核科学与技术学院、核安全与仿真技术实验室哈尔滨 150001

根据核动力装置的冷凝器结构及工作特性,给出了适用于冷凝器动态特性实时仿真数学模型。该模型可用于冷凝器稳态和动态的仿真,并能够预测冷凝器内蒸汽和凝结水的流量以及蒸汽、凝结水、管壁和冷却水等的温度。用本文的仿真模型对正常运... 详细信息

根据核动力装置的冷凝器结构及工作特性,给出了适用于冷凝器动态特性实时仿真数学模型。该模型可用于冷凝器稳态和动态的仿真,并能够预测冷凝器内蒸汽和凝结水的流量以及蒸汽、凝结水、管壁和冷却水等的温度。用本文的仿真模型对正常运行工况及事故工况进行了仿真计算,将仿真结果与系统设计值进行了比较。结果表明,该模型能够满足核动力装置冷凝器实时仿真的要求。

关键词：核动力装置冷凝器实时仿真

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基于确定性采样的不确定性分析

核动力工程 2020年第S1期41卷 42-45页

作者：杨文田兆斐陈广亮哈尔滨工程大学哈尔滨150001

采用确定性采样方法研究输入参数不确定性传播问题。使用计算流体力学(CFD)与基于模块化特征线法的三维中子物理计算程序(MOC)的耦合计算程序对5×5光棒区冷却剂通道进行计算分析,关注燃料包壳外表面最高温度的不确定性量化结果,并分析... 详细信息

采用确定性采样方法研究输入参数不确定性传播问题。使用计算流体力学(CFD)与基于模块化特征线法的三维中子物理计算程序(MOC)的耦合计算程序对5×5光棒区冷却剂通道进行计算分析,关注燃料包壳外表面最高温度的不确定性量化结果,并分析了边界条件(冷却剂入口流速、冷却剂入口温度、系统压力、燃料区域功率、功率峰值因子)的不确定度对模拟结果的影响。通过理论分析和算例研究对比了确定性采样方法和广泛使用的拉丁超立方抽样方法的不确定性量化和敏感性分析结果。结果表明:在相同精度要求下,确定性采样能够大幅提高CFD/MOC耦合计算不确定性分析的效率。

关键词：确定性采样不确定性量化敏感性分析