核电控制系统连续仿真与离散仿真研究

核电控制系统连续仿真与离散仿真研究

一、核动力控制系统连续仿真和离散仿真的研究(论文文献综述)

杨富强[1](2021)在《核动力装置联合仿真系统构建与控制器设计》文中研究指明为保证核动力装置安全稳定地运行,避免重大事故的发生,需要预先对其进行仿真分析。RELAP5是轻水堆冷却系统事故工况的瞬态行为最佳估算程序,涵盖了整个轻水堆系统的瞬态分析,被广泛应用于核动力装置仿真模拟。但RELAP5程序无法对复杂控制系统进行仿真分析,且人机交互界面和仿真数据存储方面不够完善。因此,本文设计了基于RELAP5和MATLAB程序的联合仿真系统,其数据交互采用SOCKET方式,利用My SQL数据库存储仿真数据,设计客户端界面提升人机交互属性,并利用设计好的联合仿真系统实现模糊控制算法,验证了联合仿真系统的实用性及可扩展性。本文首先分析了核动力装置一回路的结构,对一回路关键设备进行建模,以秦山核电站为参考对象,使用RELAP5程序对一回路模型进行搭建,并进行了稳态验证计算。然后设计了基于SOCKET的RELAP5与MATLAB程序的数据交互接口,采用UDP协议进行通信,分别在RELAP5端和MATLAB端对数据收发进行了处理。使用My SQL数据库对仿真结果进行存储,同时对部分字段添加索引增加查询速度。设计了基于Qt的仿真系统前端界面,包括用户登录、可视化修改输入、运行或终止程序、仿真结果分析等功能。为了实现远程访问数据库,设计了基于HTTP协议的WEB服务器,在浏览器中输入URL后便可远程访问仿真结果,并利用多线程技术优化WEB服务器。将RELAP5中的控制器在SIMULINK中实现,设计了SIMULINK与MATLAB中的Base Workspace实时交互方法,仿真结果验证了联合仿真系统的实用性。利用设计好的联合仿真系统基于模糊控制算法设计蒸汽发生器水位控制器,并在升负荷和降负荷工况验证控制效果,其仿真结果既体现了联合仿真系统的实用性,也体现了其可扩展性。

王雨[2](2021)在《基于“两流体+湍流”模型的蒸汽发生器三维热工水力数值模拟》文中提出蒸汽发生器作为一回路和二回路的换热枢纽,其流动传热特性对核电站安全与经济运行至关重要。由于其高温高压的工作环境,难以直接探测,不能直观的观察蒸汽发生器内部汽液两相流真实的流动特性;但蒸汽发生器内部汽液两相流的流动特性与寿期内传热管和其他部件的振动、热损、应力腐蚀和凹陷等都有直接关系,从世界范围内核电站的运行经验来看,蒸汽发生器传热管破裂事故是核电厂发生频率较高的事故之一。因此有必要对蒸汽发生器二次侧的流动行为和传热特性进行研究,为机械设计、水化学、材料技术等的研究提供基础信息,以期为蒸汽发生器的结构设计提出优化方案,提高传热效率和安全性。目前,对于蒸汽发生器热工水力学的研究一般分为实验研究和数值模拟。实验研究多为工程性试验,试验中大多采用局部或缩比模型装置来验证工程设计的合理性,由于真实蒸汽发生器体型巨大、传热管数目众多加之高温高压参数,试验中难以获得其内部三维流场和温度场的精确参数,而这些参数对于蒸汽发生器的优化设计是十分重要的。在数值模拟方面,虽然商业CFD软件发展相对成熟,功能也齐全,但其应用于蒸汽发生器的数值模拟因其注重于通用性而缺少专用性,在蒸汽发生器的设计中未能广泛应用。因此,世界上大多数蒸汽发生器专业机构还是致力于专用蒸汽发生器三维热工水力程序的研究与开发。在现有的专用软件开发研究中,对于二次侧汽液两相流的描述大多使用均相流或漂移流模型。近几年为了更精确的描述流场流动行为,已有学者采用了两流体模型分别对汽液两相进行精确描述,但在数值模拟程序中,并未考虑湍流模型,但湍流对流场流动和传热影响不可忽视。另一方面,为提高计算效率,大多数程序采用多孔介质模型,但多孔介质的计算精度还有待进一步提高。此外,上述数值模拟的结果也有待进一步获得实验数据的验证。综上所述,开发基于“两流体+湍流”模型的蒸汽发生器三维数值模拟程序、优化多孔介质计算方法和验证计算方法的有效性等工作已成为未来发展的趋势。本文应用两流体模型对蒸汽发生器二次侧流场进行描述,考虑到二次侧汽液两相流流动复杂,引入了同时考虑液相流动和相间动量交换的三维各向异性代数湍流模型。加入了一、二次侧热量耦合传递模型、流动阻力模型及相间的传质传热和动量交换模型。应用多孔介质模型模拟蒸汽发生器内部复杂结构,提出了能够精确快速计算多孔介质系数的方法:基于传热管和网格位置关系的优化多孔介质计算方法(Modified method based on grid combined with tube geometry,M-GTG)。应用国际水和蒸汽性质协会发布的最新标准(IAPWS-IF97公式)实现对物性参数的实时更新。基于Fortran语言编写程序对蒸汽发生器开展真实建模仿真,开发出蒸汽发生器三维瞬态热工水力数值模拟程序2T-THAP(Thermo-Hydraulic Analysis Program based on Two fluid-Turbulence model)。选取以大亚湾蒸汽发生器为原型的小型缩比可视化实验台架的实验数据对程序进行验证,完成合理性验证后,将其应用于大亚湾核电站蒸汽发生器中,对不同给水方式和不同负荷下的热工水力特性进行分析,将含汽率、一次侧温度、二次侧温度压力及传热系数等关键参数及其分布规律与同类程序的计算结果及蒸汽发生器设计参数进行对比,程序对比结果显示各参数变化趋势一致,计算结果与设计参数符合良好,初步验证了多孔介质模型的有效性及程序的准确性。经分析发现:二次侧汽相速度大于液相速度,两者增长趋势一致,流速在直管段出口达到最大值,进入上方倒锥形环腔后,由于流通面积扩大且受传热管阻碍,流速减小。在直管段,受密度差驱动,流体出现从冷侧向热侧的微小偏转;在弯管段,受结构影响,流体出现从热侧向冷侧旋转流动的趋势。流体横向流动对直管段产生的作用力十分小,流体能量(平均横向流体动能)小于10J/m3,对于弯管段,流体能量在冷侧40°和热侧140°左右最大,且相比之下,冷侧流体能量较大。冷、热两侧含汽率呈不均匀分布,改变给水方式对含汽率分布的影响主要体现在管束入口段,非均匀给水时,壁面温降较快,减少了传热管热疲劳失效的风险。传热管热阻占比最大,约占50%以上。传热管出现结垢会使总传热系数减小,降低传热效率,因此随着蒸汽发生器运行年限增长,结垢和堵管增多,需要优化运行方案保证设计功率输出。

谭志城[3](2021)在《压水堆核电厂氢气复合器的点火效应分析》文中提出严重事故下,核电厂燃料包壳上发生的锆水反应会产生大量的氢气,并随事故破口排放到安全壳大气环境中,造成氢气燃爆风险。在各国核电厂现有的氢气控制方法中,氢气复合器具有非能动性、低启动阈值和易于安装等优点,是主要的氢气控制方法之一。氢气复合器通过催化反应消除氢气,同时产生热量,产生自然循环流动来持续消氢,达到降低氢气风险的目的。然而,在初始氢气浓度较高的条件下,氢气复合器的放热作用使得自身成为点火源,从而触发持续的燃烧反应,产生安全壳内的温度和压力载荷,有增大安全壳失效的风险。因此,需要对氢气复合器的点火效应进行实验和仿真研究。本文旨在使用自主开发的热工水力程序CYCAS,对氢气复合器模型进行CFD三维仿真计算,验证H2-PAR、Kali-H2两个氢气复合器大型台架实验,并对氢气复合器的点火效应进行研究。通过这些研究,本文将为核电厂中的氢气控制方案,以及氢气复合器空间布置方式提出理论指导。仿真结果表明,本文的仿真验证与台架实验结果基本符合;点火效应的研究得出,无水蒸气情况下氢气体积份额点火阈值约为6.7 vol%;在初始氢气体积份额为7-9 vol%的点火条件下得到了燃烧过程的计算结果,计算得到的压力峰值为2-3 bar,火焰中心温度为1300-1800 K,证明了氢气复合器的点火效应会带来一定的温度和压力负荷。

凌思彤[4](2021)在《控制棒驱动机构运动分析及关键零部件寿命优化》文中进行了进一步梳理控制棒驱动机构是第三代压水型反应堆系统控制与安全防护的重要组成部分,其通过驱动控制棒的直线移动,使控制棒按照操作人员的指令进行提升、下降、保持或快插动作,从而控制反应堆的启停,并实现对反应功率的调节。在第三代核电技术的基础上研发新型控制棒驱动机构,需要对现有驱动机构进行全面、系统的分解,确定其结构组成、受力状况、运动属性等信息,并以此推断其可能的故障模式与进一步优化的方向。目前,对于驱动机构的研究仅停留于系统层面,缺乏有效的层次分解。并且在进行受力研究时,往往聚焦与单个力的性质,忽略了对整体受力的统一研究。在对驱动机构进行流场和动力学仿真时,选取的时间点单一,不能很好的覆盖全部运动过程。而在故障分析和结构优化方面,现有研究多采取物理试验和经验判断的方式进行,缺少一套系统的方法和流程,且需要耗费较大的时间和成本。因此,分解系统结构、考虑运动全局、建立规范流程在新型驱动机构的研发过程中是重要的研究内容。针对新型控制棒驱动机构在研发过程中的仿真分析、故障判断以及结构优化等问题,本文开展了以下四个方面的研究工作:(1)以磁力型第三代核电控制棒驱动机构为对象,分析了其在实现反应功率调节和紧急停堆功能时各零部件的协作形式与运动步骤。基于FMA结构化分解理论对驱动机构在功能—运动—动作三个层次的结构进行了分解,得到了6组独立的元动作单元。以提升衔铁为例,分析了其在运动过程中各项受力的形成方式与力学属性。(2)以磁力型第三代核电控制棒驱动机构的几何结构为基础,建立了驱动机构的流场仿真模型以及仿真计算流程。以驱动机构不同元动作关键节点的流场状态为研究对象,在Fluent软件中分别采用来流法和动网格法展开了仿真分析,得到了对应的流体阻力和流场状态。分析了两种方法分析结果的差异及产生的原因,并给出了具体的使用建议。(3)以磁力型第三代核电控制棒驱动机构的几何结构为基础,建立了驱动机构的动力学仿真模型以及仿真计算流程,并在Adams软件中对驱动机构的不同运动过程开展了动力学仿真分析,得到了相应的运动数据。基于元动作分析了驱动机构运动过程的故障模式以及故障产生的影响,总结出故障原因与故障位置,并确定出对故障起关键作用的零部件。(4)提出了一种针对钩爪的优化设计方法,通过分析钩爪的设计变量与运动过程受力,探究出其寿命影响因素,并建立起寿命优化目标。利用预试验设计筛选出优化变量,并经二次试验设计建立出钩爪寿命的近似模型。对模型进行多目标优化求解,形成了钩爪的最佳设计方案。最后通过敏感度分析确定了主要的设计变量与优化目标之间的影响关系,为下一代新型钩爪的设计工作提供技术参考。

江绍波[5](2021)在《基于数据驱动的蒸汽发生器液位控制系统性能优化方法研究》文中研究表明蒸汽发生器是核电机组的重要组成部分,其正常运行对核电机组的安全具有重大意义。其中蒸汽发生器的液位是运行过程中重要的控制参数,液位过高过低都会影响核电机组运行的安全性。因此,核电机组的蒸汽发生器液位控制对核电机组的运行安全至关重要。在蒸汽发生器液位控制过程中,采用控制器对液位进行控制,大多数控制器都需要对其参数进行整定。参数的选定影响着液位控制系统的性能,因此,为获取稳定的控制性能,需要确定其最优的控制参数。传统控制参数整定可分为三类,试凑法、经验公式法、基于模型的优化方法。其中经验公式法主要用于PID控制参数整定。传统整定方法存在高成本、低效和过多依赖经验的缺陷。为解决上述问题,提高整定效率和减少实验成本,本文从数据驱动优化思想出发,提出了一系列基于数据驱动的蒸汽发生器液位控制系统性能优化方法,并形成了一种系统性的液位控制系统性能优化架构。主要研究工作如下:1.在对核电厂蒸汽发生器特性分析基础上,建立蒸汽发生器液位机理模型,并在此基础上实现串级三冲量液位控制方案,对上述模型及控制系统设计进行验证,为控制系统性能优化方法研究奠定基础;2.在对蒸汽发生器液位控制系统性能优化问题加以提炼的基础上,提出一种系统性的基于数据驱动的优化框架;设计了一种基于滚动迭代终止因子的迭代终止控制机制,实现了优化进程的智能化、自主式控制;3.对数据驱动优化方法的思想、指引及融合机制进行总结,并在此基础上,提出了三种基于不同指引机制的并行摄动随机优化方法,分别形成三种数据驱动型蒸汽发生器液位控制系统性能优化方法,并对三种方法的优化性能进行测试分析;4.设计实现一种蒸汽发生器液位MPC控制系统,形成基于数据驱动的蒸汽发生器MPC控制系统性能优化框架,将三种数据驱动优化方法应用于MPC控制系统性能优化并对其性能进行测试分析。最后通过总结分析,提出了蒸汽发生器液位控制系统性能优化方向的展望。

裴秋艳[6](2020)在《核事故应急响应撤离关键技术研究及系统实现》文中认为核事故应急是核安全纵深防御的最后一道防线。核事故应急响应是为控制和减轻核事故或辐射事故的后果而采取的紧急行动。核事故应急响应撤离是一种有效应急防护措施,可以避免或减少放射性物质对人员的受照剂量。在发生可能导致大量放射性物质释放的严重事故时,应急响应组织机构实施核事故应急响应撤离,在第一时间将应急计划区撤离范围内的应急工作无关人员、周边居民紧急转移到指定安置区域。但核事故具有高度的不确定性并且会呈现动态阶段性的变化,撤离过程受环境、气象、资源、交通、辐射环境等海量多源异构信息影响,决策人员难以综合分析大量复杂信息进行快速有效决策。本文以核事故应急撤离过程中的两个关键环节——人员集合和车辆运输为主要研究对象,开展应急撤离集合点人员分配、撤离路径规划、应急数据库等关键技术研究,并基于团队自主研发的数字社会环境下的虚拟核电站平台与核应急平台Virtua14DS完成了核事故应急响应撤离决策支持原型软件系统的设计开发。具体研究内容如下:(1)提出了基于集体最小受照风险值的核事故应急撤离的集合点人员分配方法,解决了以往按照行政区域指挥人员集合无法量化并减少受照风险的问题,实现了核事故应急撤离集合点人员的合理分配。该方法首先结合风玫瑰图与剂量场计算每个集合点的受辐照风险值,然后发展了以受辐照风险值为权重的Voronoi图方法进行集合点区域划分,为受灾区域人员分配最合适集中撤离的集合点,受灾人员根据所处区域选择风险值最小的集合点乘坐车辆撤离。(2)提出了基于最小集体剂量的核事故应急撤离最优路径规划方法,解决了以往路径规划以最短路线为目标,而获得的方案无法有效减少撤离过程中集体剂量的问题,实现了核事故应急撤离路径的智能规划。该方法首先同时考虑道路通行时间和剂量率分布情况,发展了基于通行累积剂量的Dijkstra-Dose算法进行最优撤离路线的搜索,然后基于均衡模型,考虑道路阻力,建立了以集体累积剂量最小化为目标的多路径撤离方案,使得在核事故下,将撤离车辆与人员合理安排在多条撤离路线上,使撤离过程中所有人受到的集体剂量尽可能的小。(3)基于以上关键技术,完成了核事故应急响应撤离决策支持原型系统的设计和研发。针对核事故应急数据多源异构的特性,在开源分布式关系数据库Greenplum的基础上耦合非关系型数据库Redis、MongoDB,对核事故应急信息进行优化管理,解决了数据事务性和高效存取的矛盾,提升了核事故早期信息的调用效率。在此基础上,采用分层模块设计,根据核事故应急撤离的业务需求,完成对系统四大功能模块:集合点人员分配模块、路径规划模块、数据管理模块和态势展示模块的设计与开发。本工作采用模拟核事故案例对发展的方法与软件进行了模拟验证。模拟验证结果表明,发展的基于集体最小受照风险值的集合点人员分配方法得出的集合点人员分配方案可以有效减少人员的受照风险值;发展的基于最小集体剂量的核事故最优撤离路径规划方法得出的路径规划方案可以使撤离过程中人员集体剂量更小。通过验证初步表明了本工作发展的核应急撤离关键技术与开发的撤离决策支持原型系统可以为核事故应急撤离决策提供快速有效的技术支持。

皇甫泽玉[7](2020)在《移动式动力装置热力系统建模与仿真》文中进行了进一步梳理小型核动力装置可以通过交通工具运输,为偏远地区或者海岛提供现实的、经济可行的能源保障;也可以作为应对各种紧急情况的备用电源,为遭受自然灾害的地方提供电源;具有较好的应用前景。本文利用APROS平台建立移动式核动力转换装置仿真模型对装置运行的稳定性和可靠性进行分析,研究了蒸发器破裂、凝汽器真空破坏和循环冷却水阀门卡涩对系统的影响。基于APROS火电版中基本换热单元构建了核动力转换装置直流蒸发器仿真模型,通过B&W公司的直流蒸发器实验数据验证了选用六方程计算模型进行模拟仿真的准确性;从传热和流动两个方面对直流蒸发器特性进行了研究,结果表明,在单相区和两相区的对流换热系数计算曲线具有与实验曲线一致的传热特性;在蒸发器工作区间中获得的沿程、摩擦阻力系数与实验数据一致,为二回路完整模型构建奠定基础。在不同负荷对构建的汽轮机、给水加热、冷端和辅助系统模型进行对比验证,仿真结果与设计值误差达到设计要求。在此基础上对完整的核动力仿真系统进行稳态、变负荷和动态仿真试验;根据仿真结果,在不同负荷系统的主要参数与设计参数误差低于3%,在变负荷过程中各参数变化达到设计要求,在动态试验中各参数的变化趋势与理论分析一致,仿真模型具有较高的仿真精度。建立了直流蒸发器破口模型,通过对集中式和分布式两种破口模型研究,表明了分布式破口模型更能准确反映实验参数变化;在此基础上研究了直流蒸发器换热管破裂位置和大小对系统的影响;结果表明随着破口漏量增加或者破口位置逐渐接近二次侧出口,使得蒸发器出口蒸汽流量和温度逐渐降低,湿度增加,易引发汽轮机水蚀,同时造成一次侧流量降低,堆芯冷却不足。建立了凝汽器漏汽故障模型,利用实验数据验证了模型的准确性,仿真计算不凝性气体聚集对凝汽器真空、机组出力的影响;基于所建立的阀门卡涩故障模型,研究了阀门卡涩对系统控制品质的影响,结果表明随着阀门卡涩程度的增加,阀门响应时间延长,变工况后系统各参数波动的振幅越大,周期越长,控制品质和稳定性逐渐降低。

何纤纤,夏鑫,刘雨鸣[8](2020)在《极地破冰船的破冰技术发展趋势研究》文中提出本文对国内和国外目前先进破冰技术和学者们对破冰技术的研究进行归纳和整理,重点介绍新涌现的极地破冰船的破冰技术,并对未来破冰船的发展趋势进行研究,为极地破冰船未来发展的研究方向提供有益参考。

申晓慧[9](2020)在《摇摆条件下凝水泵三维汽蚀仿真模拟》文中研究说明船用核动力装置具有续航能力强、不依赖氧气、功率大、运行稳定、易于控制等优点,在军用和民用上都已经得到了广泛的应用。凝水泵作为船用核动力装置二回路中提供冷凝水的重要部分,对船用核动力装置的安全运行有着非常重要的作用。由于船用核动力装置受空间布置限制,凝水系统灌注高度小,除氧后的凝水过冷度很低,处于饱和状态,凝水泵在运行过程中容易发生汽蚀。再加上船体运行中会受到海洋波浪的影响,凝水泵会随船体的横摇、纵倾运动导致共用冷凝器液位大幅晃荡,进而可能诱发凝水泵发生汽蚀,影响船用核动力装置的安全与稳定运行。因此对摇摆条件下凝水泵运行特性进行分析,考核凝水泵设计是否满足恶劣工况下的抗汽蚀性能要求,对船用核动力装置的安全运行有着重要的意义。本文以凝水泵为研究对象,运用数值计算的方法,研究横摇周期3s,幅值为45?工况下的凝水泵空化性能、空化流动特点,分析恶劣环境下凝水泵内部流场及汽蚀现象演化特性。进行了无摇摆凝水泵空化三维数值仿真计算,对比实验值得到本文适用的空化模型Zwart-Gerber-Belamri空化模型,并分析了无摇摆条件下凝水泵内的流动特点。对凝水泵进行横摇周期为3s,幅值为45?的摇摆工况下无空化的三维数值仿真,得到了摇摆条件下凝水泵在半个摇摆周期内的凝水泵内流体流动特性,在摇摆过程中,泵内低压区主要出现在导轮叶片表面,尤其是在T2=0.500特征时刻。在半个摇摆周期内,旋转计算域内的整体压力值随时间先增大而后减小。此外,由于摇摆条件的存在,工作轮叶片附近容易出现旋涡、流动分离现象,将造成严重的流动损失,甚至是流动阻塞,严重影响凝水泵的正常运转。为摇摆条件下凝水泵空化三维数值仿真计算提供一些参考。对凝水泵进行横摇周期为3s,幅值为45?的摇摆工况下空化的三维数值仿真,得到凝水泵内导轮和一级工作轮出现了空化现象,导轮空化出现在叶片边缘,现象较明显,但位置远离主流,未对流道形成空泡壅塞;一级工作轮空化现象出现在叶片进口处,现象不明显,几乎可忽略不计。在本文的摇摆条件下,凝水泵导轮较其他部件更容易产生空化,在之后的船用核动力装置的凝水泵抗汽蚀设计中需要更加注意导轮的抗汽蚀性能。

丁昊[10](2020)在《斜坡与多通过下的星球车轮壤接触动力学仿真研究》文中指出深空探测技术的不断发展,拓宽了人们对宇宙的认识水平。星球车作为星球探测的主要工具,近些年国内外对星球车的研究热度不断上升。由于星球低重力和大气层较为稀薄,星球表面的星壤较松软,使星球车的运行环境极其复杂。为了有效防止星球车出现失效的情况,对于星球车运动时车轮与星壤间的轮壤接触动力学的研究是十分必要的。星球车的爬坡能力是其通过性中重要的指标。当星球车爬坡时,现有的轮壤接触动力学模型并未体现出斜坡上星壤的松散及易滑落特性。本文以Wong-Reece模型为基础,研究了斜坡对轮壤接触正应力模型和剪切应力模型的影响,引入强度折减法对剪切应力模型进行修正,对单轮爬坡轮壤接触动力学进行建模,并与文献的试验数据进行了对比验证。多通过模型是星球车整车运动仿真平台中必要的模块。由于星球车一般为多轮协作运动,当车轮重复压过星壤时,星壤力学参数及地形参数会发生变化,使得各轮受力状态各有差异。为开发能够进行整车多通过仿真模块,通过对轮壤接触正应力模型和剪切应力模型深入研究,推导了多通过下的轮壤接触动力学模型,提出了自然地形下多通过轮壤接触算法。结合爬坡轮壤接触数学模型和多通过数学模型,编制相应程序,添加到已有的整车运动仿真平台;基于MSC.Adams软件建立星球车整车动力学模型。通过仿真平台对整车进行爬坡仿真、多通过仿真和自然地形仿真,并对整车通过性能进行评价。

二、核动力控制系统连续仿真和离散仿真的研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、核动力控制系统连续仿真和离散仿真的研究(论文提纲范文)

(1)核动力装置联合仿真系统构建与控制器设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 RELAP5 的应用与功能扩展
        1.2.2 智能控制理论在核动力装置的应用
        1.2.3 联合仿真系统设计与实现
    1.3 本文主要工作
2 基于RELAP5 的核反应堆一回路建模
    2.1 RELAP5 程序结构分析
        2.1.1 RELAP5 输入卡格式
        2.1.2 RELAP5 程序整体结构
    2.2 核反应堆一回路系统模型
        2.2.1 核动力装置系统结构
        2.2.2 反应堆原理与动态方程
        2.2.3 蒸汽发生器原理与动态方程
        2.2.4 稳压器工作原理
    2.3 基于RELAP5 的一回路建模
    2.4 本章小结
3 联合仿真系统数据交互与存储
    3.1 联合仿真系统整体结构
    3.2 RELAP5与MATLAB程序的数据交互
        3.2.1 SOCKET通信原理与协议选择
        3.2.2 RELAP5 程序端实现SOCKET通讯
        3.2.3 MATLAB端实现SOCKET通讯
    3.3 基于My SQL的数据存储
        3.3.1 My SQL数据库特点
        3.3.2 My SQL数据库实现数据存储
        3.3.3 My SQL数据库索引优化
    3.4 本章小结
4 联合仿真系统客户端设计
    4.1 基于Qt的仿真系统前端设计
        4.1.1 Qt程序使用优势
        4.1.2 前端界面总体结构
        4.1.3 登录界面实现
        4.1.4 输入模块实现
        4.1.5 运行程序与仿真结果查看
    4.2 基于HTTP协议的WEB服务器
        4.2.1 HTTP协议分析
        4.2.2 WEB服务器实现
        4.2.3 多线程优化WEB服务器
    4.3 本章小结
5 联合仿真系统控制器设计与验证
    5.1 RELAP5 原始控制器结构
    5.2 SIMULINK中 RELAP5 原始控制器的实现
        5.2.1 SIMULINK与 Base Workspace实时交互
        5.2.2 联合仿真系统中实现控制器
        5.2.3 升降负荷过程模拟
    5.3 基于模糊控制理论的水位控制器设计
        5.3.1 模糊控制理论基础
        5.3.2 水位控制器设计
    5.4 水位控制器仿真结果分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢

(2)基于“两流体+湍流”模型的蒸汽发生器三维热工水力数值模拟(论文提纲范文)

摘要
Abstract
主要符号表
第1章 绪论
    1.1 研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 实验研究现状
        1.2.2 数值研究现状
        1.2.3 研究现状小结
    1.3 主要研究内容
第2章 理论与方法
    2.1 蒸汽发生器两流体计算模型
    2.2 一、二次侧热量传递
        2.2.1 一、二次侧耦合换热
        2.2.2 传热热阻计算
    2.3 流动压降计算
    2.4 湍流模型
        2.4.1 选择湍流模型依据
        2.4.2 Van Der Welle湍流模型
    2.5 两相相变模型
        2.5.1 汽泡热力学
        2.5.2 汽泡动力学
        2.5.3 两相界面传递特性
    2.6 本章小结
第3章 数值方法及程序开发
    3.1 数值离散方法
        3.1.1 控制方程离散
        3.1.2 速度压力修正
        3.1.3 边界条件
    3.2 多孔介质计算方法及验证
        3.2.1 多孔介质参数计算
        3.2.2 计算方法流程
        3.2.3 方法验证
    3.3 水和蒸汽物性参数计算方法及验证
        3.3.1 计算理论模型
        3.3.2 热力学物性参数计算
        3.3.3 热迁移物性参数计算
        3.3.4 程序结构
        3.3.5 程序验证
    3.4 程序编制
    3.5 本章小结
第4章 程序验证
    4.1 实验简介及主要参数
    4.2 对实验建模与分析
        4.2.1 对比计算模型
        4.2.2 对比结果及讨论
    4.3 本章小结
第5章 程序应用
    5.1 蒸汽发生器主要技术参数
    5.2 程序计算模型
        5.2.1 计算模型及控制体
        5.2.2 边界条件与换热面积
    5.3 计算结果及分析
        5.3.1 满负荷下计算结果分析
        5.3.2 不同工况下计算结果分析
    5.4 本章小结
第6章 总结
    6.1 研究结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
攻读博士学位期间参加的科研工作
致谢
作者简介

(3)压水堆核电厂氢气复合器的点火效应分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 研究背景
    1.1 氢气安全现象分析
    1.2 国内外氢气复合器研究现状
    1.3 本文工作内容
第2章 数值算法及程序开发
    2.1 CYCAS程序简介
    2.2 流体计算模型与算法简介
    2.3 边界条件和初始条件
    2.4 时间步长的选择
    2.5 流体矩阵求解
    2.6 本章小结
第3章 氢气复合器仿真模型开发
    3.1 氢气复合器几何建模
    3.2 自然循环原理
    3.3 化学反应原理
    3.4 氢气复合器流体计算模块
    3.5 完整流体计算流程
    3.6 本章小结
第4章 台架实验建模与对比验证
    4.1 H2-PAR建模结果验证
    4.2 Kali-H2建模结果验证
    4.3 台架实验仿真结果总结
第5章 氢气复合器点火效应研究
    5.1 点火条件设定
    5.2 点火效应结果分析
    5.3 点火效应研究总结
第6章 氢气复合器空间排布研究
    6.1 氢气复合器效率的影响因素分析
    6.2 氢气复合器效率的影响因素的仿真分析
    6.3 氢气复合器布置研究总结
第7章 结论
    7.1 论文工作总结
    7.2 论文不足之处
    7.3 论文拓展方向
参考文献
致谢

(4)控制棒驱动机构运动分析及关键零部件寿命优化(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文主要工作及课题来源
        1.3.1 主要工作
        1.3.2 课题来源
2 控制棒驱动机构运动过程分析
    2.1 引言
    2.2 控制棒驱动机构运动步骤分解
        2.2.1 提升控制棒
        2.2.2 下插控制棒
        2.2.3 释放控制棒
    2.3 控制棒驱动机构FMA结构化分解
        2.3.1 元动作
        2.3.2 FMA结构化分解
        2.3.3 控制棒驱动机构FMA结构化分解
    2.4 控制棒驱动机构运动受力分析
        2.4.1 电磁提升力
        2.4.2 流体阻力
        2.4.3 弹簧力
        2.4.4 提升负载及自身重力
    2.5 本章小结
3 控制棒驱动机构运动过程流场仿真
    3.1 引言
    3.2 控制棒驱动机构流场仿真
        3.2.1 Fluent流体计算基本理论
        3.2.2 仿真计算模型的建立与网格划分
        3.2.3 边界条件的设置
        3.2.4 仿真结果与分析
    3.3 基于动网格的流场仿真对比
        3.3.1 动网格技术
        3.3.2 边界条件设置
        3.3.3 仿真结果与分析
        3.3.4 差异原因分析与使用建议
    3.4 本章小结
4 控制棒驱动机构运动过程动力学仿真
    4.1 引言
    4.2 控制棒驱动机构动力学仿真
        4.2.1 Adams多刚体动力学理论
        4.2.2 运动学仿真计算模型与设置
        4.2.3 仿真结果与分析
    4.3 基于元动作的运动故障分析
        4.3.1 元动作故障模式分析
        4.3.2 运动过程故障位置确定
    4.4 本章小结
5 控制棒驱动机构钩爪寿命分析及优化
    5.1 引言
    5.2 钩爪寿命分析与优化目标确定
        5.2.1 钩爪设计变量
        5.2.2 钩爪运动过程分析
        5.2.3 钩爪力学分析
        5.2.4 钩爪寿命分析与优化目标确定
    5.3 钩爪寿命优化的变量确定与试验设计
        5.3.1 基于试验设计矩阵的钩爪优化变量确定
        5.3.2 钩爪寿命优化模型的建立
        5.3.3 基于试验设计的钩爪寿命优化模型样本点生成
    5.4 基于近似模型的钩爪寿命优化
        5.4.1 钩爪寿命优化近似模型的建立
        5.4.2 基于近似模型的钩爪寿命优化设计
    5.5 钩爪优化变量对优化目标的敏感性分析
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间参与的科研项目及取得的科研成果
致谢

(5)基于数据驱动的蒸汽发生器液位控制系统性能优化方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 蒸汽发生器液位控制研究现状
        1.2.2 控制系统性能优化方法研究现状
    1.3 研究动机与主要研究内容
        1.3.1 研究动机
        1.3.2 主要研究内容
    1.4 论文框架
第二章 蒸汽发生器液位控制系统模型
    2.1 蒸汽发生器的液位特性
        2.1.1 核反应堆原理介绍
        2.1.2 蒸汽发生器原理介绍
        2.1.3 蒸汽发生器液位特性分析
    2.2 蒸汽发生器液位模型机理、实现与验证
        2.2.1 蒸汽发生器液位模型机理
        2.2.2 蒸汽发生器液位模型实现与验证
    2.3 蒸汽发生器液位控制系统设计
        2.3.1 蒸汽发生器液位控制单冲量系统
        2.3.2 蒸汽发生器液位控制双冲量系统
        2.3.3 蒸汽发生器液位控制三冲量系统
        2.3.4 蒸汽发生器液位控制双冲量、三冲量系统仿真对比
    2.4 小结
第三章 基于数据驱动的控制系统性能优化方法
    3.1 蒸汽发生器液位控制系统性能优化问题
    3.2 控制系统性能评价指标与方法
        3.2.1 主要评价指标
        3.2.2 评价方法
    3.3 数据驱动优化方法
    3.4 迭代终止控制
        3.4.1 相对最优性评估
        3.4.2 迭代终止控制方法
        3.4.3 滚动计算迭代因子
    3.5 小结
第四章 基于数据驱动的蒸汽发生器液位PID控制系统性能优化
    4.1 数据驱动的基本思想及其机制原理
        4.1.1 基本思想
        4.1.2 指引机制
        4.1.3 融合实现机制
    4.2 基于数据驱动的改进型SPSA算法研究应用
        4.2.1 传统SPSA算法
        4.2.2 基于数据驱动的改进型SPSA算法实现及其相应改进算法
        4.2.2.1 基于相邻迭代点历史信息的改进型SPSA
        4.2.2.2 基于历史梯度近似的改进型SPSA
        4.2.2.3 基于混合型的改进型SPSA
        4.2.3 基于数据驱动的改进型SPSA算法性能测试
    4.3 基于数据驱动的无模型优化迭代终止控制
        4.3.1 基于数据驱动的无模型优化迭代终止控制准则实现
        4.3.2 基于数据驱动引入迭代终止控制改进型 SPSA 算法测试
    4.4 小结
第五章 基于数据驱动的蒸汽发生器液位MPC控制系统性能优化
    5.1 引言
    5.2 蒸汽发生器液位MPC控制系统设计
        5.2.1 模型预测控制原理概述
        5.2.2 蒸汽发生器液位MPC控制系统设计
        5.2.3 蒸汽发生器液位MPC控制和串级PID控制仿真对比
    5.3 基于数据驱动的蒸汽发生器液位MPC控制系统性能优化
    5.4 蒸汽发生器液位MPC控制系统性能优化测试
    5.5 小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
在学期间主要研究成果

(6)核事故应急响应撤离关键技术研究及系统实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和研究意义
        1.1.1 核事故应急响应研究背景
        1.1.2 核事故应急响应撤离的研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 核事故应急响应技术研究现状
        1.2.2 核事故应急撤离技术研究现状
    1.3 研究目标及内容
    1.4 论文结构安排
第2章 核事故应急撤离场景设计与理论基础
    2.1 核事故应急撤离场景设计
    2.2 辐射剂量计算方法
    2.3 核事故应急撤离研究方法
        2.3.1 集合点人员分配方法
        2.3.2 撤离路径规划方法
    2.4 核事故应急撤离关键技术研究技术路线
    2.5 核事故应急响应撤离决策支持原型系统开发技术
        2.5.1 WebGIS技术
        2.5.2 ArcGIS Server REST API接口
        2.5.3 地图信息数据源
    2.6 本章小结
第3章 核事故应急撤离集合点人员分配方法研究
    3.1 核事故应急撤离集合点人员分配方法
    3.2 集合点受照风险值计算方法
        3.2.1 受照风险值计算方法
        3.2.2 风险值影响因素风向概率的计算
        3.2.3 撤离集合点风险值计算研究
    3.3 基于集体最小受照风险值的集合点人员分配模型(VORONOI-RISK)
        3.3.1 传统区域划分Voronoi图
        3.3.2 受照风险值加权的区域划分方法
        3.3.3 受照风险值加权的集合点区域划分模型
    3.4 核事故应急撤离集合点人员分配方法测试
    3.5 本章小结
第4章 核事故应急撤离路径规划方法研究
    4.1 核事故应急撤离路径规划场景
    4.2 核事故应急撤离路径规划方案计算方法(MCPP)概述
    4.3 最优路径选择算法研究
        4.3.1 各路段的累积剂量计算
        4.3.2 基于受照剂量的最优路径选择算法(Dijkstra-Dose)研究
        4.3.3 基于路阻函数的撤离时间估算模型
    4.4 基于均衡模型的多路径撤离方案研究
    4.5 核事故应急撤离路径规划方法测试
    4.6 本章小结
第5章 核事故应急响应撤离决策支持原型系统开发
    5.1 系统架构设计
    5.2 系统功能模块设计
    5.3 数据库设计
        5.3.1 数据信息的分类
        5.3.2 多源异构数据库设计
        5.3.3 多源异构数据库工作流程
        5.3.4 结果与测试
    5.4 功能实现
        5.4.1 硬件要求
        5.4.2 系统界面
    5.5 本章小结
第6章 方法验证与应用
    6.1 应用场景描述
    6.2 应急撤离集合点人员分配模拟
    6.3 应急撤离路径规划方案模拟
    6.4 本章小结
第7章 工作总结与展望
    7.1 总结
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

(7)移动式动力装置热力系统建模与仿真(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 国内外热力系统仿真研究状况
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 故障仿真研究现状
    1.3 电站仿真系统APROS介绍
        1.3.1 APROS仿真支撑系统特点
        1.3.2 APROS仿真支撑系统的基本构成
    1.4 本文工作
第二章 直流蒸发器模型构建
    2.1 直流蒸汽发生器结构
    2.2 直流蒸汽发生器计算模型
        2.2.1 蒸汽发生器传热计算
        2.2.2 蒸汽发生器流动计算
    2.3 直流蒸汽发生器模型构建
    2.4 模型验证
        2.4.1 传热特性验证
        2.4.2 流动特性验证
    2.5 本章小结
第三章 移动式动力转换装置汽水系统模型构建
    3.1 汽轮机系统建模
        3.1.1 汽轮机调节阀门模型
        3.1.2 汽轮机计算模型
        3.1.3 汽轮机转子计算模型
        3.1.4 外部耗功模块计算模型
        3.1.5 汽轮机系统模型构建
        3.1.6 模型验证
    3.2 冷端系统建模
        3.2.1 凝汽器模型
        3.2.2 抽气器模型
        3.2.3 冷端系统模型构建
        3.2.4 模型验证
        3.2.5 凝汽器变工况分析
    3.3 给水系统建模
        3.3.1 泵数学模型
        3.3.2 给水系统仿真模型
    3.4 轴封加热系统建模
        3.4.1 轴封加热系统数学模型
        3.4.2 轴封加热系统仿真模型
        3.4.3 系统模型验证
    3.5 低负荷旁路系统建模
        3.5.1 低负荷旁路系统计算模型
        3.5.2 低负荷旁路系统模型构建
    3.6 本章小结
第四章 动力转换系统特性分析
    4.1 系统稳态结果及其分析
    4.2 动力转换装置升降负荷仿真试验
        4.2.1 降负荷仿真试验
        4.2.2 升负荷仿真试验
    4.3 本章小结
第五章 故障仿真研究
    5.1 蒸发器故障仿真研究
        5.1.1 破口模型验证
        5.1.2 换热管破裂仿真模型构建
        5.1.3 换热管破裂仿真研究
    5.2 凝汽器真空系统故障仿真研究
        5.2.1 凝汽器参数变化
        5.2.2 蒸发器参数变化
        5.2.3 汽轮机参数变化
    5.3 凝汽器循环水系统故障仿真研究
        5.3.1 凝汽器参数变化
        5.3.2 蒸发器参数变化
        5.3.3 汽轮机参数变化
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 本文特点及工作展望
        6.2.1 本文特点
        6.2.2 工作展望
参考文献
致谢
硕士期间研究成果

(8)极地破冰船的破冰技术发展趋势研究(论文提纲范文)

1 国内破冰船技术
    1.1 破冰船的特点及破冰等级
    1.2 破冰船的破冰方式
    1.3 国内破冰船现状
    1.4 国内破冰技术发展现状
2 国外破冰技术
    2.1 国外破冰先进技术
    2.2 国外破冰研究趋势
3 破冰技术发展趋势
    3.1 破冰动力系统:核动力技术
    3.2 破冰方式:双向破冰
    3.3 破冰船型设计:开放式船尾、不对称化
4 结语

(9)摇摆条件下凝水泵三维汽蚀仿真模拟(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 离心泵及离心泵空化研究现状
        1.2.1 离心泵研究现状
        1.2.2 离心泵空化研究现状
    1.3 摇摆条件研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 凝水泵计算模型建立及数值方法
    2.1 引言
    2.2 凝水泵三维建模
        2.2.1 计算模型建立
        2.2.2 数值求解方法
        2.2.3 网格划分及边界条件
        2.2.4 摇摆条件设置
    2.3 数值模拟理论基础
        2.3.1 流动控制方程
        2.3.2 多相流模型
        2.3.3 空化模型
        2.3.4 湍流模型
    2.4 网格技术
        2.4.1 多参考坐标系模型MRF(Multiple Reference Frame Model)
        2.4.2 滑移网格模型SM(Sliding Mesh Model)
        2.4.3 动网格DM(Dynamic Mesh Model)
    2.5 UDF技术的应用
        2.5.1 UDF基础
        2.5.2 UDF编程思路
    2.6 本章小结
第3章 无摇摆条件凝水泵空化计算及结果分析
    3.1 引言
    3.2 空化模型的选取对空化模拟计算的影响
    3.3 时变条件对凝水泵内流场特性的影响
    3.4 空化条件对凝水泵内流场特性的影响
    3.5 本章小结
第4章 摇摆条件下凝水泵空化计算及结果分析
    4.1 引言
    4.2 摇摆条件对凝水泵内流场特性的影响
        4.2.1 摇摆条件下无空化方案结果分析
        4.2.2 不同方案对凝水泵性能参数的影响
    4.3 摇摆条件下凝水泵空化计算结果分析
        4.3.1 凝水泵内空泡分布特性
        4.3.2 凝水泵内压力分布
        4.3.3 导轮内速度场分析
        4.3.4 凝水泵内性能参数曲线
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历

(10)斜坡与多通过下的星球车轮壤接触动力学仿真研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 轮壤接触动力学国内外研究现状
        1.2.1 星球车及星球车车轮研究现状
        1.2.2 轮壤接触试验与理论研究现状
        1.2.3 轮壤接触数值仿真研究现状
    1.3 课题研究目的和意义
    1.4 本课题研究的主要内容
2 星球车爬坡轮壤接触动力学模型
    2.1 引言
    2.2 轮壤接触力学传统模型
        2.2.1 Bekker模型
        2.2.2 Wong-Reece模型
        2.2.3 传统模型对比分析
        2.2.4 滑转沉陷计算
    2.3 斜坡对轮壤接触动力学影响分析
        2.3.1 斜坡对剪切应力模型影响分析
        2.3.2 斜坡对正应力模型影响分析
    2.4 单轮爬坡轮壤接触动力学模型
    2.5 单轮爬坡对比验证
    2.6 本章小结
3 星球车多通过轮壤接触动力学模型
    3.1 引言
    3.2 多通过对轮壤接触动力学影响分析
        3.2.1 多通过对正应力模型影响分析
        3.2.2 多通过对剪切应力模型影响分析
    3.3 多通过程序实现
        3.3.1 多通过地形区域划分
        3.3.2 车轮轮片建模法
        3.3.3 轮宽方向交点求解算法
        3.3.4 仿真程序整体流程
    3.4 本章小结
4 星球车整车仿真分析
    4.1 引言
    4.2 整车动力学建模
    4.3 整车仿真平台搭建
    4.4 整车爬坡仿真
    4.5 整车多通过仿真
    4.6 整车自然地形仿真
    4.7 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

四、核动力控制系统连续仿真和离散仿真的研究(论文参考文献)

  • [1]核动力装置联合仿真系统构建与控制器设计[D]. 杨富强. 大连理工大学, 2021(01)
  • [2]基于“两流体+湍流”模型的蒸汽发生器三维热工水力数值模拟[D]. 王雨. 华北电力大学(北京), 2021(01)
  • [3]压水堆核电厂氢气复合器的点火效应分析[D]. 谭志城. 中山大学, 2021(07)
  • [4]控制棒驱动机构运动分析及关键零部件寿命优化[D]. 凌思彤. 四川大学, 2021(02)
  • [5]基于数据驱动的蒸汽发生器液位控制系统性能优化方法研究[D]. 江绍波. 厦门理工学院, 2021(06)
  • [6]核事故应急响应撤离关键技术研究及系统实现[D]. 裴秋艳. 中国科学技术大学, 2020
  • [7]移动式动力装置热力系统建模与仿真[D]. 皇甫泽玉. 东南大学, 2020
  • [8]极地破冰船的破冰技术发展趋势研究[J]. 何纤纤,夏鑫,刘雨鸣. 中国水运, 2020(06)
  • [9]摇摆条件下凝水泵三维汽蚀仿真模拟[D]. 申晓慧. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
  • [10]斜坡与多通过下的星球车轮壤接触动力学仿真研究[D]. 丁昊. 北京交通大学, 2020(03)

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核电控制系统连续仿真与离散仿真研究
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