刘紫静
- 作品数：85 被引量：107H指数：5
- 供职机构：南华大学核科学技术学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金湖南省自然科学基金湖南省教育厅科研基金更多>>
- 相关领域：核科学技术文化科学自动化与计算机技术理学更多>>
- 基于Kriging代理模型的铅铋反应堆智能优化方法被引量：4
- 2022年
- 铅铋反应堆广泛应用的需求要求研究人员在现有堆芯方案的基础上开展大量优化设计工作。针对铅铋反应堆多物理、多变量、多约束耦合影响的多维非线性约束优化设计问题,基于Kriging代理模型、正交拉丁超立方抽样和SEUMRE空间搜索技术构建铅铋反应堆智能优化方法,耦合物理蒙卡计算/热工分析程序,开发包含抽样、耦合程序前后处理、反应堆优化分析功能的优化平台,并以铅铋反应堆SPALLER-4,URANUS为原型分别开展最小燃料装载量的方案寻优与参数优化验证。验证结果表明,该智能优化方法用于铅铋反应堆设计方案寻优和堆芯参数优化可行、有效,相比传统蒙卡程序计算寻优,在保证预测精度前提下极大地降低了计算成本,与URANUS初始模型比较,燃料装载量、堆芯总质量、活性区体积、堆芯总体积分别优化10.8%,11.5%,18.1%,17.1%,为基于代理模型的智能优化方法应用于铅铋反应堆的优化设计提供参考。
- 李琼李琼刘紫静肖英杰赵鹏程赵鹏程于涛
- 铅铋反应堆环形燃料结构热工水力分析方法研究被引量：1
- 2021年
- 采用环形燃料可显著提高铅铋反应堆的堆芯功率密度,对实现反应堆小型化设计和经济性提高具有重要意义。本文基于闭式并联多通道模型和量子遗传算法,通过流量分配和热量分配的解耦计算,开发了铅铋快堆环形燃料热工水力分析程序;然后以燃料芯块最高温度、燃料包壳最高温度、内外出口温差、压降、堆芯功率为评价指标,采用多目标综合评价法开展了环形燃料组件最佳排列方式研究。结果表明:开发的铅铋快堆环形燃料热工水力分析程序与新加坡南洋理工大学开发的同类程序计算对比,结果误差在3%以内,流量分配和热量分配的解耦计算可在确保计算精度的基础上,显著提高程序计算效率;对于环形燃料组件最佳排列方式,从安全的角度考虑,18×18排列是较好的选择;从经济性的角度考虑,16×16排列是最佳的选择;综合安全和经济性统筹考虑,19×19排列具有较佳的安全性能和经济性。
- 王婷赵鹏程刘紫静朱恩平于涛
- 关键词：多目标优化
- 小型自然循环铅冷快堆无保护最热组件局部堵流瞬态分析被引量：4
- 2019年
- 铅冷快堆内液态重金属的腐蚀作用严重制约铅冷快堆技术发展。基于程序ATHLET建立100MW小型模块化自然循环铅冷快堆SNCLFR-100一回路主冷却系统模型,对无保护最热组件局部堵流事故开展瞬态热工安全分析。结果显示,当阻塞率β达到0.6时,最热组件内冷却剂流量将降为额定流量的50%左右,而最热棒包壳最高温度将达到650℃。当β达到0.9时,最热组件内冷却剂流量将降为额定流量的12.6%左右,包壳最高温度将超过包壳材料熔点1400℃,此时最热组件内将出现包壳熔化现象。
- 赵鹏程刘紫静于涛
- 关键词：瞬态分析
- 铅冷快堆环形燃料元件热工性能的关键影响因素的研究
- 2021年
- 研究影响铅冷快堆环形燃料元件热工性能的关键因素,对提高铅冷快堆堆芯的功率密度具有重要意义。本文首先对典型铅冷快堆环形燃料元件建立热工模型并进行热阻分析,评估影响其热工性能的关键因素;然后,以内外流道冷却剂的出口温差、环形燃料元件芯块最高温度、绝热面位置以及内外包壳温差四项指标作为评判标准,分析各因素对环形燃料元件热工性能的影响特性。热阻分析结果显示:影响铅冷快堆环形燃料元件热工性能的关键因素为气隙宽度、包壳厚度和流量分配比。评判分析结果表明:增大流量分配比可以显著降低内外流道冷却剂的温差和环形燃料元件芯块最高温度;适当增加外气隙宽度,减小内气隙宽度,可以降低内外流道冷却剂的出口温差和内外包壳的平均温差;改变包壳厚度对环形燃料元件热工性能不造成显著影响。
- 王宇轩麻龙辉赵鹏程刘紫静朱恩平于涛
- 关键词：热工性能
- 基于图神经网络的铅铋快堆上腔室三维热分层现象非线性降阶分析
- 2025年
- 铅铋快堆上腔室的热分层现象对堆内构件的结构安全性和系统余热排出能力具有重要影响,需重点分析。本文首先基于计算流体动力学(CFD)程序FLUENT得到铅铋快堆上腔室热分层现象的高精度全阶快照,然后利用图神经网络(GNN)构建的图自编码器(GAE)对快照进行非线性降阶,并将非线性降阶后的重构结果与本征正交分解(POD)的线性降阶结果进行对比分析,最后通过结合多层感知机对热分层快照开展在线状态识别与预测分析。结果表明,由于GNN具有高度的非线性,使其在大规模CFD数据的非线性降阶方面具备独特优势,其1阶模态重构精度与POD的30~50阶基函数的重构精度相当;在在线阶段,以472 ms的时长即可完成对热分层快照的特征识别和预测,且预测精度与直接重构精度相近。相关研究成果可为铅铋快堆热分层现象演化机理分析及后果预测提供新的分析方法支撑。
- 曾付林赵鹏程李玲莉刘紫静李卫
- 基于粗网格数据驱动湍流模型的快堆热分层分析方法
- 2025年
- 为提高反应堆热分层瞬态分析的效率和精度,本文开发了一种瞬态数据驱动粗网格湍流模型。以SUPERCAVNA装置中钠的流动为模拟对象,OpenFOAM为CFD模拟平台,采用标准k-ε模型计算生成细网格流场数据,建立训练数据库。基于机器学习平台TensorFlow引入自注意力机制与双向长短期记忆神经网络的混合架构,构建粗网格设置下湍流涡流黏度的瞬态代理模型。将模型嵌入OpenFOAM求解过程中完成数据驱动湍流模型的开发。通过模拟SUPERCAVNA装置中钠的瞬态流动,对模型进行验证与评估。结果表明:代理模型能较为准确地预测湍流涡流黏度,平均绝对百分比误差SMAPE为5.258 4%;瞬态数据驱动粗网格湍流模型可准确捕捉热分层效应;模型具备一定的泛化能力,能在训练数据集覆盖的Re范围之外复现热混合现象;瞬态数据驱动粗网格湍流模型的计算时间是精细网格CFD模拟的1/13。本文结果可为耦合CFD程序和系统程序提供参考。
- 何山郅刘紫静赵鹏程
- 关键词：OPENFOAM
- 锕系可燃毒物板状燃料组件燃耗特性研究被引量：7
- 2020年
- 为研究锕系可燃毒物在板状燃料组件的燃耗特性和延长寿期的适用性,本研究以不同富集度的板状燃料为对象,计算分析了相同初始组件无限增殖因数(kinf)情况下的锕系可燃毒物装载量、燃耗深度、235U利用率等。结果表明,在低富集度(4%~7%)情况下,240Pu可燃毒物在寿期内表现出较好的转换效应,235U利用率高,可起到延长堆芯寿期的作用;在中等富集度(25%~40%)情况下,240Pu可燃毒物的转换效应减弱,而231Pa可燃毒物表现出较好的转换效应;在高富集度(70%~97%)情况下,231Pa可燃毒物的转换效应减弱,但含231Pa组件的235U利用率和达到的燃耗深度在所选锕系核素中最大;240Pu可作为长寿期低富集度燃料可燃毒物的选择,231Pa可作为长寿期中等、高富集度燃料可燃毒物的选择。
- 于涛刘金聚谢金森谢芹陈珍平赵鹏程刘紫静曾文杰徐士坤
- 关键词：锕系核素可燃毒物
- 小型自然循环铅基快堆内部始发事件选取研究
- 2021年
- 始发事件是铅基反应堆确定论安全分析和概率安全评价的起点和基础,对反应堆优化设计和安全运行具有重要指导作用。本文基于小型自然循环铅基快堆SNCLFR-100当前的设计方案,参考其他先进快堆始发事件选取经验,以广义“堆芯熔化”作为顶层目标事件,采用主逻辑图(MLD)方法推导其内部始发事件,最后得到一组较完整的内部始发事件清单。本文研究可为自然循环铅基快堆安全分析工作的开展提供理论依据。
- 赵鹏程刘紫静刘紫静于涛
- 关键词：概率安全评价
- 一种内冷式压水反应堆堆芯
- 本实用新型公开了一种内冷式压水反应堆堆芯，包括由若干盒六角形燃料组件构成近似圆柱体，每三个六角形燃料组件构成Y型接触面，若干个Y型接触面间布置有Y形板状控制棒，将六角形燃料组件之间的接触面之间垫隔出水隙，六角形燃料组件外...
- 于涛谢金森李小华刘紫静何丽华
- 文献传递
- 基于RELAP5和FLUENT的多尺度耦合分析方法研究被引量：1
- 2018年
- 基于二次开发得到的铅冷快堆一维系统程序RELAP5_LEAD和三维计算流体力学程序FLUENT,利用动态链接库技术和FLUENT用户自定义函数,开发了多尺度耦合分析程序RELAP5/FLUENT。在单相范围内,分别利用耦合程序RELAP5/FLUENT开展简单铅冷串联管道的瞬态流动和传热模拟、简单铅冷闭式回路的瞬态流动模拟,并与RELAP5_LEAD计算结果开展Code-to-Code对比分析。研究结果表明,RELAP5/FLUENT计算结果与RELAP5_LEAD模拟结果吻合良好,耦合程序的开发取得了初步成功,可用于分析铅冷快堆堆内的复杂三维热工水力现象。
- 赵鹏程刘紫静于涛
- 关键词：系统程序RELAP5程序
