反应性辅助决策系统设计与实现

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作者 郭凤晨 高露露 +5 位作者 芦韡 胥俊勇 于洋 吴丹蕾 刘婷 赵德华 《中国核电》 2024年第5期632-639,644,共9页

为了实现对反应堆三维空间内详细功率分布和物理、热工等安全状态参数的实时在线监测,基于反应性跟踪与预测的动态数据驱动模型,中国核动力研究设计院和海南核电有限公司共同研发了反应性辅助决策系统RAINBOW-PET。本文对反应性辅助决... 为了实现对反应堆三维空间内详细功率分布和物理、热工等安全状态参数的实时在线监测,基于反应性跟踪与预测的动态数据驱动模型,中国核动力研究设计院和海南核电有限公司共同研发了反应性辅助决策系统RAINBOW-PET。本文对反应性辅助决策系统的设计实现等进行了研究,包括系统总体架构设计、数据库方案、多任务支持、可靠性设计等,在此基础上完成了反应性辅助决策系统的编码实现。目前,该系统已成功应用于海南昌江1、2号机组的在线监测,为反应堆运行人员进行堆芯控制提供参考。 展开更多

关键词 反应性 架构设计 在线监测

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CEA93核数据库分析研究 被引量：1

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作者 郭凤晨 王家翀 +2 位作者 芦韡 姚栋 刘旭东 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期13-17,共5页

对SCIENCE系统中的APOLLO2-F计算程序所用到的CEA93核数据库进行分析和研究,详细介绍该核数据库的结构特点以及维护方法,并与WIMS库进行比较。结果表明,CEA93库在结构上比WIMS库多一张索引表,使其具有读取快速的优点;通过job命令流对CE... 对SCIENCE系统中的APOLLO2-F计算程序所用到的CEA93核数据库进行分析和研究,详细介绍该核数据库的结构特点以及维护方法,并与WIMS库进行比较。结果表明,CEA93库在结构上比WIMS库多一张索引表,使其具有读取快速的优点;通过job命令流对CEA93库进行维护更新,具有维护便捷、不易出错的优点。 展开更多

关键词 核数据 多群常数库 维护

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先进中子学栅格程序KYLIN-2的开发与初步验证 被引量：10

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作者 柴晓明 涂晓兰 +7 位作者 郭凤晨 尹强 黄世恩 芦韡 卢宗健 姚栋 李庆 吴文斌 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期90-96,共7页

针对先进核反应堆中结构复杂的燃料组件,中国核动力研究设计院开发了先进中子学栅格中子学程序KYLIN-2,该程序采用子群方法进行共振处理,采用特征线方法(MOC)进行复杂几何中子输运计算,并利用采用广义粗网格有限差分加速方法(GCMFD)来... 针对先进核反应堆中结构复杂的燃料组件,中国核动力研究设计院开发了先进中子学栅格中子学程序KYLIN-2,该程序采用子群方法进行共振处理,采用特征线方法(MOC)进行复杂几何中子输运计算,并利用采用广义粗网格有限差分加速方法(GCMFD)来加速中子输运求解流程,采用基于改进预估校正临界-燃耗迭代方法(PPC)的切比雪夫方法求解复杂燃耗链,同时,为了方便用户使用,开发形成了支持复杂组件图形化建模工具和后处理显示工具。通过初步的数值检验,针对典型压水堆燃料组件,KYLIN-2具有较高的计算精度,满足工程使用需求。 展开更多

关键词 中子输运方程 特征线方法 子群方法 广义粗网格有限差分加速方法 切比雪夫燃耗方法

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先进中子学栅格程序KYLIN-Ⅱ输运模块并行优化开发 被引量：1

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作者 涂晓兰 柴晓明 +5 位作者 刘东 芦韡 王鑫 李勋昭 付元光 郭凤晨 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期930-936,共7页

先进中子学栅格程序KYLIN-Ⅱ的输运计算模块采用了特征线中子输运计算方法,其计算精度较高,可适用于反应堆中复杂的燃料组件,然而当网格规模、能群数、特征线数较大时,计算时间较长,计算效率较低,因此需对其进行并行优化,以提高计算效... 先进中子学栅格程序KYLIN-Ⅱ的输运计算模块采用了特征线中子输运计算方法,其计算精度较高,可适用于反应堆中复杂的燃料组件,然而当网格规模、能群数、特征线数较大时,计算时间较长,计算效率较低,因此需对其进行并行优化,以提高计算效率。通过性能分析,发现特征线扫描和高阶散射源计算较为耗时。本文通过基于MPI的能群并行、E指数优化、角通量球谐函数展开等方法实现了并行优化。基准题验证表明,并行优化计算精度较高,E指数优化对特征线扫描效率提升较好,角通量球谐函数展开对高阶散射源计算效率提升较好。经过优化后的KYLIN-Ⅱ的输运计算模块加速效果显著,可满足工程使用需求。 展开更多

关键词 中子输运方程 特征线方法 E指数优化 角通量球谐函数展开

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核反应堆数字化仿真验证系统的研发 被引量：2

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作者 于洋 吴启涛 +2 位作者 芦韡 郭凤晨 刘盈 《科技视界》 2020年第15期75-78,共4页

本文建立了核反应堆数字化仿真验证系统的总体设计方案,基于RELAP5程序开发了热工水力仿真模型,采用Matlab/Simulink工业组态软件构建了控制系统仿真模型,采用自主开发的ModelTool组态工具开发了仪控操纵与人机交互界面,从而构成了核反... 本文建立了核反应堆数字化仿真验证系统的总体设计方案,基于RELAP5程序开发了热工水力仿真模型,采用Matlab/Simulink工业组态软件构建了控制系统仿真模型,采用自主开发的ModelTool组态工具开发了仪控操纵与人机交互界面,从而构成了核反应堆数字化仿真验证系统。降负荷工况仿真测试结果表明,该系统能够实现核反应堆系统瞬态工况的仿真分析,并可用于仪控系统设计方案的验证与优化。 展开更多

关键词 数字化仿真验证系统 仿真模型 核反应堆系统

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关于非扩展矩阵小波的存在性

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作者 郭凤晨 《华东师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期44-50,共7页

用D表示n阶可逆实矩阵的集合,Γ表示R^n中的点集.小波分析的一个基本问题是对什么样的(D,Γ)存在小波.本文证明了当D={A^j,j∈Z},A是n阶实矩阵,满足A=时,存存(D,Z^n)小波.其中,A_1是扩展矩阵,A_2是行列式不为零的幂等阵.

关键词 (D Г)小波 格 扩展矩阵

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微观燃耗方程求解方法研究与数值验证 被引量：3

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作者 郭凤晨 柴晓明 +2 位作者 芦韡 马永强 涂晓兰 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第A01期20-23,共4页

研究分析了求解燃耗方程的多种计算方法,包括泰勒级数展开(Taylor)方法、Pade近似(Pade)方法、尺度平方(Scale)方法、特征值(Eig)方法、切比雪夫有理近似(Cram)方法、拉格朗日插值(Lagrange)方法、牛顿插值(Newton)方法、范德蒙矩阵方... 研究分析了求解燃耗方程的多种计算方法,包括泰勒级数展开(Taylor)方法、Pade近似(Pade)方法、尺度平方(Scale)方法、特征值(Eig)方法、切比雪夫有理近似(Cram)方法、拉格朗日插值(Lagrange)方法、牛顿插值(Newton)方法、范德蒙矩阵方法和子空间(Krylov)方法,比较分析了各算法在计算效率和计算精度的优劣,最终确定了Cram方法为求解燃耗方程的优选算法。采用Cram方法开发完成了燃耗方程的求解程序,并进行了基准题的验证。结果表明,开发完成的燃耗方程求解程序具有较高的计算精度。 展开更多

关键词 燃耗方程 切比雪夫有理近似(Cram)方法 计算精度

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基于并行技术的在线监测系统燃耗计算优化开发 被引量：2

8

作者 郭凤晨 高露露 +5 位作者 芦韡 赵德华 于洋 徐睿杰 马永强 魏桐 《核动力工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第S02期29-32,共4页

为了提高在线监测系统程序DESCAR模块在燃耗区数目较大时燃耗计算求解的计算效率,本文使用开放式多处理(OpenMP)和信息传递接口(MPI)并行技术,对DESCAR模块进行优化重构,以提高在线监测系统程序的计算效率。验证结果表明,优化重构后的DE... 为了提高在线监测系统程序DESCAR模块在燃耗区数目较大时燃耗计算求解的计算效率,本文使用开放式多处理(OpenMP)和信息传递接口(MPI)并行技术,对DESCAR模块进行优化重构,以提高在线监测系统程序的计算效率。验证结果表明,优化重构后的DESCAR模块在保证计算结果正确性的同时,可以有效地提高在线监测系统程序的计算速度,加速效果显著,满足在线监测系统实时性的要求。 展开更多

关键词 并行技术 燃耗计算 开放式多处理(OpenMP) 信息传递接口(MPI)

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不同燃耗步长对KYLIN-Ⅱ软件K_(inf)计算结果的影响分析

9

作者 郭凤晨 柴晓明 +4 位作者 芦韡 涂晓兰 刘东 陈定勇 郑勇 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期180-183,共4页

KYLIN-Ⅱ软件基于改迚预估修正方法迚行临界燃耗迭代求解。本文针对压水堆纯UO_2燃料组件、含硼可燃毒物的UO_2燃耗组件和含钆可燃毒物的UO_2燃料组件,使用KYLIN-Ⅱ软件,分析了不同燃耗步长对组件无限增殖系数K_(inf)计算结果的影响。... KYLIN-Ⅱ软件基于改迚预估修正方法迚行临界燃耗迭代求解。本文针对压水堆纯UO_2燃料组件、含硼可燃毒物的UO_2燃耗组件和含钆可燃毒物的UO_2燃料组件,使用KYLIN-Ⅱ软件,分析了不同燃耗步长对组件无限增殖系数K_(inf)计算结果的影响。通过比较分析,对于不同类型的燃料组件,给出了适合的燃耗步长选取,使其可以获得较高的计算精度。 展开更多

关键词 KYLIN-Ⅱ软件 临界燃耗 燃耗步 无限增殖系数Kinf

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CORCA-3D软件调硼临界燃耗计算功能的开发和初步验证 被引量：3

10

作者 安萍 马永强 +4 位作者 郭凤晨 孙伟 芦韡 刘东 李庆 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期161-165,共5页

调硼临界燃耗计算功能是堆芯核设计软件的基本功能,先进节块法堆芯三维少群中子学计算软件CORCA-3D是中国核动力研究设计院研发的堆芯核设计软件,具有完全的自主知识产权。本文介绍CORCA-3D软件的调硼临界燃耗计算功能主要涉及的物理模... 调硼临界燃耗计算功能是堆芯核设计软件的基本功能,先进节块法堆芯三维少群中子学计算软件CORCA-3D是中国核动力研究设计院研发的堆芯核设计软件,具有完全的自主知识产权。本文介绍CORCA-3D软件的调硼临界燃耗计算功能主要涉及的物理模型,并通过基准题、电厂实测数据及SCIENCE系统对CORCA-3D软件进行了对比验证,结果表明,CORCA-3D软件计算具备较高精度。 展开更多

关键词 堆芯核设计软件 少群扩散计算 临界硼浓度

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矩形通道双群组界面浓度输运模型与验证方法研究 被引量：2

11

作者 于洋 宋小明 +4 位作者 刘东 郭凤晨 邓志勇 芦韡 黄擎宇 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期113-120,共8页

在当前主流核反应堆系统分析软件中,均基于流型选取不同经验关系式计算界面浓度,在流型转换区域会存在数值求解振荡和人工不连续性及适用范围受限等问题。因此,界面浓度输运方程(IATE)被提出用于计算两相流型转变过程中的界面浓度等参... 在当前主流核反应堆系统分析软件中,均基于流型选取不同经验关系式计算界面浓度,在流型转换区域会存在数值求解振荡和人工不连续性及适用范围受限等问题。因此,界面浓度输运方程(IATE)被提出用于计算两相流型转变过程中的界面浓度等参数。本文基于玻尔兹曼输运方程建立了双群组IATE,并考虑矩形通道壁面效应的影响,针对气泡破裂与聚合机理分别建立了不同的界面浓度封闭模型。为了评估双群组IATE的适用性,建立了双群组IATE的验证方法,与Sun建立的帽状-湍流实验工况结果符合较好。 展开更多

关键词 界面浓度 矩形通道 界面浓度输运方程(IATE)

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先进中子学栅格计算程序KYLIN-Ⅱ共振计算基准验证

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作者 涂晓兰 柴晓明 +4 位作者 芦韡 陈定勇 郭凤晨 尹强 汤臣杭 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期187-191,共5页

针对先进栅格计算程序KYLIN-Ⅱ的共振计算模块,开展了多个基准题数值验证,包括单栅元、IAEA板型燃料组件、钍基组件、多层套管型燃料组件、带可燃毒物的燃料栅格、带中心大水腔的超临界水堆燃料栅格、AFA3G含钆燃料组件基准题。验证结... 针对先进栅格计算程序KYLIN-Ⅱ的共振计算模块,开展了多个基准题数值验证,包括单栅元、IAEA板型燃料组件、钍基组件、多层套管型燃料组件、带可燃毒物的燃料栅格、带中心大水腔的超临界水堆燃料栅格、AFA3G含钆燃料组件基准题。验证结果表明,本文的共振计算模块适用于棒栅元方型组件、板型燃料组件、六角形组件等几何结构较复杂的问题,同时可以正确计算含有铀、钍、毒物等复杂材料的共振问题,满足未来工程使用的需求。 展开更多

关键词 核反应堆 子群共振方法 子群参数 有效吸收截面

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矩形通道双群组界面浓度输运模型验证分析

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作者 于洋 芦韡 +5 位作者 王文林 宋小明 曾辉 郭凤晨 李仲春 孙梓彬 《核动力工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第S02期74-79,共6页

为了验证矩形通道双群组界面浓度输运模型的准确性与适用性,采用四探头电导探针测量方法,对竖直条件下矩形通道内气液两相界面输运特性开展了试验研究,获得了大量时均空泡份额、界面浓度等试验数据。试验在常温常压条件下进行,工质为空... 为了验证矩形通道双群组界面浓度输运模型的准确性与适用性,采用四探头电导探针测量方法,对竖直条件下矩形通道内气液两相界面输运特性开展了试验研究,获得了大量时均空泡份额、界面浓度等试验数据。试验在常温常压条件下进行,工质为空气-水,本体采用透明亚克力材质,尺寸为10 mm×200 mm,气、液相折算速度范围分别为0.047~2.014 m/s和0.315~4.416 m/s,流型范围覆盖泡状流、帽状湍流和搅混流区域。在此基础上,选取了8种试验工况对矩形通道双群组界面浓度输运模型进行验证,对影响界面浓度输运模型的气泡相互作用机制进行了分析。结果表明,群组1和群组2气泡界面浓度和空泡份额相对误差均在±10%以内,验证了矩形通道双群组界面浓度输运模型的正确性。 展开更多

关键词 矩形通道 界面浓度 空泡份额 双群组界面浓度输运模型

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基于CUDA技术的先进组件中子学程序异构并行研究 被引量：2

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作者 郑勇 芦韡 +4 位作者 马永强 崔显涛 郭凤晨 马党伟 涂晓兰 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期124-129,共6页

为了提升先进组件中子学程序KYLIN-Ⅱ处理复杂边界条件问题的计算性能,基于可编程显卡异构并行技术对KYLIN-Ⅱ程序开展了异构并行化研究,实现了共振、输运等模块的海量线程并行计算,并通过优化迭代策略减少了异构并行程序的原子操作次... 为了提升先进组件中子学程序KYLIN-Ⅱ处理复杂边界条件问题的计算性能,基于可编程显卡异构并行技术对KYLIN-Ⅱ程序开展了异构并行化研究,实现了共振、输运等模块的海量线程并行计算,并通过优化迭代策略减少了异构并行程序的原子操作次数。为验证异构并行程序的计算精度和加速效果,针对AFA3G超级组件、六角形板型燃料组件、多层套管型燃料栅元等测试例题开展计算,计算结果表明,异构并行程序不会影响计算结果精度,单张显卡异构并行后的KYLIN-Ⅱ程序可以达到10倍以上的加速比,优化迭代流程可以有效减少计算耗时。相对于传统的基于中央处理器(CPU)的多核并行机制,显卡异构并行显著降低了KYLIN-II程序大规模并行需要的经济成本,可以作为KYLIN-Ⅱ程序开展进一步并行优化的方向。 展开更多

关键词 KYLIN-Ⅱ 并行技术 异构并行 原子操作

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