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熔盐堆核燃料盐贮存的核临界安全分析

核技术 2024年第8期47卷 149-156页

作者：杨震戴志敏杨掌众邹杨中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049 生态环境部西北核与辐射安全监督站兰州730020

熔盐堆是国际公认推荐的6种第四代反应堆型之一,可以使用液态核燃料,其核燃料生产、转运和贮存所涉及工艺过程与常规固态核燃料堆型也不同。为做好核燃料管理和核安全监管,有必要对其贮存的临界安全进行分析。本研究参考美国液态燃料熔... 详细信息

熔盐堆是国际公认推荐的6种第四代反应堆型之一,可以使用液态核燃料,其核燃料生产、转运和贮存所涉及工艺过程与常规固态核燃料堆型也不同。为做好核燃料管理和核安全监管,有必要对其贮存的临界安全进行分析。本研究参考美国液态燃料熔盐反应堆MSRE(Molten Salt Reactor Experiment)相关设计参数,通过选取液态燃料熔盐堆核燃料的贮存建模、临界参数分析、蒙特卡罗中子输运软件仿真模拟计算,分析不同因素对核燃料盐贮存的影响,总结了设计模型下干燥环境贮存、水淹环境贮存的keff值及与燃料盐总质量变化的规律。最终,得到了不同情况下次临界安全控制的质量及与对应原料盐、中间产物、考虑容器壁影响时的对比。本研究结合法律法规及核材料流转过程进行分析讨论,归纳核燃料盐核临界安全特性,从核安全监管角度首次提出了相关监督审评要点。

关键词：熔盐堆燃料盐贮存核临界安全监管

大直径盾构隧道近接高架桩基群施工影响分区方法与分区控制技术研究

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现代隧道技术 2024年第3期61卷 276-289页

作者：葛照国中铁十四局集团大盾构工程有限公司南京211899

为探究大直径盾构隧道施工近接高架桩基群的影响分区并提出有效的综合控制措施,以上海机场联络轨道工程中七宝山站—华井站区间盾构施工近接高架桩基群为工程背景,采用数值模拟以及理论分析提出近接影响分区方法,采用数值模拟与现场测... 详细信息

为探究大直径盾构隧道施工近接高架桩基群的影响分区并提出有效的综合控制措施,以上海机场联络轨道工程中七宝山站—华井站区间盾构施工近接高架桩基群为工程背景,采用数值模拟以及理论分析提出近接影响分区方法,采用数值模拟与现场测试验证的方法探究分区加固方案的控制效果与有效性,主要得到以下结论:(1)基于水平近接度与垂直近接度建立的近接影响分区方法可以用于桩基群的近接度分析;(2)建议强影响区采用MJS加固+隔离桩+承台下方袖阀管注浆的组合加固措施,弱影响区采用隔离桩控制的分区控制技术;(3)隔离桩主要起到隔绝土体水平变形的作用,MJS加固和承台下方注浆加固主要起到加固土体,减少土体受开挖扰动产生的松动滑移;(4)分区控制技术可以实现承台整体沉降降低50.4%、水平位移降低69.7%,桥墩柱整体沉降降低47.7%、水平位移降低56.0%,墩柱的倾斜度减小37.1%~46.9%。

关键词：大直径盾构隧道近接施工高架桩基群影响分区加固技术

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基于小数据深度学习的气液搅拌反应器优化

基于小数据深度学习的气液搅拌反应器优化

作者：康众鸣浙江大学

学位级别：硕士

气液搅拌反应器因其出色的操作适应性和高效的传质性能,在化工过程中被广泛采用。其设计对于内部流体流动、混合、气液分散、质量传递、能耗以及化学反应的效率等关键参数具有显著影响。因此,对气液搅拌反应器进行结构优化以期实现高效... 详细信息

气液搅拌反应器因其出色的操作适应性和高效的传质性能,在化工过程中被广泛采用。其设计对于内部流体流动、混合、气液分散、质量传递、能耗以及化学反应的效率等关键参数具有显著影响。因此,对气液搅拌反应器进行结构优化以期实现高效率和低能耗,具有重要的理论研究和工业应用价值。传统的气液搅拌反应器优化研究主要依赖于实验方法,不仅耗时、成本高昂,还受限于测量技术。随着计算流体力学(CFD)技术的进展和计算机性能的提升,能够更加迅速和精确地获取反应器内部流动的详细信息。但是,基于CFD的反应器优化通常只围绕单一参数的调整,当涉及多参数优化时,需要通过大量的模拟计算来获得较优的设计方案。鉴于气液多相流动系统的复杂性,这通常意味着巨大的计算量,并且可能仅能找到局部最优解。深度学习技术以其全局搜索能力和高效的优化速度而受到关注。本研究针对这一挑战,以双层桨叶的气液搅拌反应器为研究对象,提出了基于CFD模拟的小数据深度学习算法,开展了几何结构优化的研究,证实了方法的实用性和有效性。本研究为气液搅拌反应器的设计、优化与放大指出了方向,主要发现如下:(1)开发了一种基于CFD小数据深度学习的气液搅拌反应器的优化策略,采用数据增强与二阶深度学习方法提高模型泛化能力。通过CFD模拟获得不同双层桨设计的小数据集,并采用噪声注入的方法作为数据增强技术生成虚拟数据。基于增强后的数据集,使用前馈神经网络(FNN)来建立桨叶的六个几何变量和两个目标函数之间的关系模型,同时使用贝叶斯优化来调整FNN的超参数。引入两阶深度学习方法,根据比表面积和功耗之间的相关性,提高了功耗的预测能力。通过使用深度学习模型求解整个解空间,并从中获得帕累托最优解。以CFD模拟的数据验证该方法,结果表明该方法具有高预测准确性和鲁棒性。(2)采用基于样本的迁移学习方法拓展前述的深度学习模型,增大模型的可适用搅拌转速工况范围,为设计新型反应器提供弹性且迅速预测的方法。基于原有的固定转速300rpm的反应器源域数据集,增加新设计参数(转速为400rpm、350rpm、250rpm、200rpm)并产生目标域数据集。结果表明基于样本的迁移学习方法,对其它转速具有良好的迁移能力。但对于流场发生明显变形的工况,迁移学习模型的学习效果有所下降。模型预测的帕累托最优解为PCBDT-PTU桨叶组合。(3)基于CFD计算中未被利用的微观信息包括速度、气含率分布场,采用神经网络进行整个反应器内完整的三维流场和气含率分布场的重构。这些数据在空间上的高分辨率导致数据量的急剧增加,采用三维卷积编码-解码技术和自适应降采技术,以有效地处理和优化数据集。采用前馈神经网络(FNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)处理微观信息中的长期依赖关系,不仅能够提高CFD数据的利用效率,还能促进宏观和微观信息融合的预测模型的发展,为流体动力学领域的研究提供新的视角和工具。

关键词：搅拌反应器多相流计算流体力学深度学习小数据

共培养体系下乳酸刺激C2C12细胞对RAW264.7细胞极化转换的影响研究

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共培养体系下乳酸刺激C2C12细胞对RAW264.7细胞极化转换的影响研究

作者：汪众鼎江西师范大学

学位级别：硕士

基于支持向量机和信息量模型的长白山崩塌灾害风险评价

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基于支持向量机和信息量模型的长白山崩塌灾害风险评价

作者：程众帅长春工程学院

学位级别：硕士

长白山自然保护区位于吉林省东南部山区,旅游资源及自然资源丰富,是长吉图经济发展的重要支柱之一。但该区域崩塌灾害频发,旅游人员及居民的生命与财产安全受到了较大挑战,并且旅游经济发展受到阻碍。因此,本文以长白山自然保护区的崩... 详细信息

长白山自然保护区位于吉林省东南部山区,旅游资源及自然资源丰富,是长吉图经济发展的重要支柱之一。但该区域崩塌灾害频发,旅游人员及居民的生命与财产安全受到了较大挑战,并且旅游经济发展受到阻碍。因此,本文以长白山自然保护区的崩塌灾害为研究对象,首先通过收集的地质及气象水文资料和野外调查成果,借助GIS软件分析了地质环境条件与崩塌灾害的关系,探究该区崩塌灾害的发育特征和影响因素。其次,从危险性、暴露性和脆弱性这三个关键要素出发,接着运用基于灾害规模等级的多分类支持向量机和层次分析法及信息量法相结合而成的崩塌灾害风险评价模型,对研究区进行崩塌灾害风险评价,并且采取合理的风险管理措施。主要成果如下:(1)通过收集地质、气象水文等地理信息数据及野外调查,结合GIS和ENVI软件构建崩塌灾害点数据库,分析地形、地质及气象水文等地质环境条件和历史崩塌灾害点的关系,以此来识别该区域崩塌灾害的影响因素。(2)根据前期的分析选取危险性指标来构建崩塌灾害危险性评价指标体系,其次,按照地质灾害规模等级规范把崩塌灾害点样本分成了多类型样本,并且将样本数据集分为测试集与训练集,然后运用了基于灾害规模等级的多分类支持向量机构建危险性评价模型对研究区进行崩塌灾害危险性评价,考虑崩塌灾害点规模对危险性评价结果的影响并且通过ROC曲线检验多分类支持向量机模型的性能。(3)从人口、经济、建筑及道路设施方面,选取暴露性和脆弱性评价指标,构建暴露性和脆弱性评价指标体系,接着运用层次分析法和信息量法构建主客观分析相结合的暴露性和脆弱性评价模型,然后分别进行研究区崩塌灾害暴露性和脆弱性评价。(4)本文以长白山自然保护区为例,运用基于灾害规模等级的多分类支持向量机和层次分析法及信息量法相组合的崩塌灾害风险评价模型,进行崩塌灾害风险分区评价,结果表明,极高和高风险区占了研究区面积的24%,并且区内历史灾害点分较多,地质环境条件比较复杂,人口以及社会建筑分布集中。低风险区的灾害点分布较少,灾害规模小,地势平缓且植被覆盖度高,人口密度相对较低些,以及人类工程活动规模相对低些,因此风险等级较低。最后对风险较大的区域采取合理有效的崩塌灾害风险防范措施,并且结果能为地方政府有效开展地质灾害防治工作提供科学参考。

关键词：崩塌灾害支持向量机信息量法 ArcGIS 风险评价

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边缘可编程控制器关键技术研究

边缘可编程控制器关键技术研究

作者：万众齐鲁工业大学

学位级别：硕士

随着工业物联网(IIo T)中边缘数据的爆炸性增长,工业过程中对边缘设备的计算能力需求越来越高。作为工业环境下一种常见的设备,可编程逻辑控制器(PLC)在边缘计算的范式下逐渐向计算能力更强的边缘可编程控制器(边缘PLC)过渡。在边缘计... 详细信息

随着工业物联网(IIo T)中边缘数据的爆炸性增长,工业过程中对边缘设备的计算能力需求越来越高。作为工业环境下一种常见的设备,可编程逻辑控制器(PLC)在边缘计算的范式下逐渐向计算能力更强的边缘可编程控制器(边缘PLC)过渡。在边缘计算技术大规模应用的工业背景下,如何实现普通PLC到边缘PLC的转变,是一个全新的挑战。目前通用的的解决方案中,边缘PLC往往具备了不亚于工业计算机的计算能力,而对于一些对边缘PLC计算能力要求相对较低的工业场景,使用上述的解决方案常常造成计算资源与成本的浪费。本文提出了一种适用于在边缘侧进行小规模数据处理场景的边缘PLC软硬件架构,并对其中的计算任务迁移策略与内存分配算法进行了研究改进与实验验证。主要研究内容包括:(1)设计提出了一种基于龙芯CPU的边缘PLC软硬件架构,该架构能够在边缘侧完成小规模计算任务的同时实现PLC基本功能。通过搭建实验平台并进行实时性测试,证明了该边缘PLC软硬件架构的可行性。(2)针对边缘PLC中计算任务迁移策略不合理导致的带宽与计算资源浪费的问题,提出了一种基于模拟退火算法的,边缘PLC中计算任务迁移数据传输量最小化算法。通过建立边缘PLC中的计算任务迁移问题模型,并应用模拟退火算法对该任务迁移问题进行求解,实现了边缘PLC中的计算迁移数据传输量最小化算法。在初步实现的基础上,通过状态压缩、队列顺序生成算法优化与新解生成优化等方式,对该算法进行了改进。通过一系列对比实验证明了该算法在减轻上行带宽负载与提高计算资源利用率方面的有效性。(3)针对边缘PLC在内存空间受限条件下内存分配效率较低,对实时性与计算任务处理性能产生影响的问题,提出了一种基于动态规划与固定块大小的边缘PLC中任务内存分配策略。该策略将边缘PLC中的任务分配区别为实时区和非实时区两部分,实时区通过预分配固定大小内存块的方法负责为时延敏感任务分配内存,以确保其实时性;非实时区中将内存分配问题抽象为背包问题进行模型建立,基于动态规划的思想对非时延敏感任务的内存分配问题进行求解。实验验证中,实时性测试结果表明该分配策略能够在内存受限条件下确保边缘PLC中实时任务的实时性,与几种常用的内存分配算法的一系列对比实验则证明了该分配策略在内存受限条件下有更高的分配效率。

关键词：边缘PLC 任务迁移模拟退火内存分配动态规划