分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-07-19
摘要： 随着数字控制技术的发展，核电机组中基于模拟量的传统仪控系统逐步被全数字化技术代替，采用更复杂高效的先进控制技术成为了可能。充分利用全厂数字化过程中新增系统信息的优势，实现核电机组的自动化水平提升，逐渐成为压水堆控制系统研究的重点。目前压水堆电厂控制以传统PID (Proportional Integral Derivative) 控制器为主，虽然已有采用先进控制算法如神经网络控制、模糊控制、模型预测控制等提升控制系统性能的研究，但大多只关注控制系统本身而未能充分考虑多个控制系统之间的耦合。压水堆电厂的运行任务需要多个控制系统协调完成，仅靠单纯提高底层控制器性能来提升整体性能的效果有限。为了从顶层协调多个控制系统提升整体控制性能以更好地完成任务，本文提出了基于粒子群优化的压水堆控制系统设定值决策方法，构建了设定值优化所需的决策目标函数及决策优化需要满足的运行约束条件，建立的智能决策系统基于压水堆实际运行过程进行设定值离线优化，根据运行工况进行在线智能决策，为底层控制系统提供控制目标的方向和幅度。本文以压水堆核电厂运行中的典型过程为例进行了仿真实验，并对结果进行分析，与稳态运行时的传统设定值方案相比，冷却剂平均温度、稳压器液位、稳压器压力和蒸汽发生器液位的ITSE (Integral of Time multiplied by the Square Error) 指标分别降低了58.9%、67.7%、99.9%和83.3%，峰值指标分别下降了62.4%、3.0%、100%和66.3%。仿真结果表明所提出的智能决策方案可以有效减小系统的ITSE 指标和峰值指标，提升了压水堆电厂控制系统的整体控制性能和安全裕量。在实际工程实践中，可以与数字孪生技术结合，利用孪生体能同步反映系统真实状态的特点，进行更精确的在线设定值优化，从而达到更好的控制性能。
分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-07-17
摘要： 搅混翼对降低堆芯热点因子发挥着重要作用，目前对于搅混翼精细结构对流场的影响研究较少。为了更加深入了解搅混翼结构特征对堆芯热工水力性能影响，开展搅混翼结构与流场的相关性研究。首先通过几何自动化构型与计算技术，实现参数化、自动化构建撕裂式搅混翼结构及CFD计算。其次，通过对搅混翼结构参数的正交设计及模拟结果分析，明确了搅混翼结构对流场压降及横流速度等热工参数影响。文章几何结构下，不同搅混翼出口压力最大相差1.1kPa，为整个计算流体域平均压降的41%，不同结构的搅混翼下的横流速度最大相差1.1m/s，最大横流速度为平均横流速度的173%，搅混翼角度与流场相关性强，其次是搅混翼形状和长度，并设计了较优的搅混翼。对后续搅混翼结构研究及工程应用提供设计依据。
分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-07-14
摘要： 为推动“一带一路”共建国家能源合作需求多元化发展，解决新丝绸之路经济带沿线上安全、高效的能源供应需求，提出了固有安全一体化小型氟盐冷却高温堆FuSTAR设计方案。为验证FuSTAR反应堆自身负荷跟踪运行的能力以及其安全性，对FuSTAR系统进行了详细的热工水力和控制系统的建模计算，并深入分析了其抗干扰特性和负荷运行跟踪能力。在不依赖外部控制系统的情况下，小型氟盐冷却高温堆FuSTAR展现出了一定的负荷跟踪能力，这主要归功于其具有固有安全特性，使得反应堆能够在负荷变化下实现自我稳定与调节。在采用冷却剂出口温度恒定控制方案后，FuSTAR的核反应堆负荷跟踪能力得到了进一步增强，在10%FP负荷阶跃变化以及5%FP/min速率线性升降负荷的测试中，核反应堆功率的超调量均严格控制在5%以内，充分满足了反应堆安全运行的要求。
分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-07-13
摘要： 随着钠冷快堆商业化应用的发展，需要开发钠冷快堆一体化分析程序以提升对其安全评估能力。钠沸腾是钠冷快堆重大事故前的重要现象，钠冷快堆事故分析需要准确预测钠沸腾时的冷却剂热力学参数。本文介绍了正在开发的钠冷快堆一体化分析程序ISAA-Na的堆芯热工水力模型，并利用ISAA-Na对CABRI-BI1失流实验进行了模拟和分析。与实验数据对比表明，ISAA-Na相较于SAS4A、ASTEC-Na和SIMMER，在预测沸腾前冷却剂温度和压力方面更为准确。然而，在沸腾开始后，由于缺乏燃料熔化和包壳失效模型，没有考虑燃料和包壳的相变，导致高估了气泡的生长速度和两相界面的移动速度。总体而言，ISAA-Na所采用的多气泡液塞沸腾模型在CABRI-BI1实验分析中表现合理可靠。
分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-07-12
摘要： 核反应堆中极高参数条件下换热系数（Coefficient of heat transfer, HTC）的准确预测对反应堆的设计及运行至关重要，但其涉及不同流型下的多重因素影响下的复杂现象，物理机理仍不完全明晰。由于满足实际反应堆高温高压下的参数实验数据缺乏，严重依赖实验数据的半经验关系式很难满足核反应堆服役工况下高精度数值计算。深度学习算法能够有效的解决复杂的非线性问题，但存在外推性差以及过拟合等不足。本研究采用先验物理信息Jens-Lottes关系式、Thom关系式与机器学习算法中多层感知机、反向传播神经网络和随机森林相结合的方式开发HTC预测模型，基于圆管通道HTC实验数据训练神经网络并进行验证，并对六种不同的物理信息机器学习算法模型的适用性以及预测精度进行评估。结果表明：基于Jens-Lottes关系式与随机森林相结合的模型为最佳预测模型，对实验数据的预测平均相对误差为3.17%，且模型可扩展范围占总适用范围的63.6%，具有良好的外推适用性。结果同时显示：使用基于物理信息机器学习算法能够有效提高关系式的计算准确度，基于Jens-Lottes关系式与随机森林相结合的模型相比于经验关系式评价相对误差降低了24.5%。本研究结果为说明采用物理信息机器学习算法对核反应堆热工参数经验关系式的计算可提高精度并扩大适用范围提供了参考依据。
分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-07-02
摘要： 随着钠冷快堆商业化应用的发展，需要开发钠冷快堆一体化分析程序以提升对其安全评估能力。钠沸腾是钠冷快堆重大事故前的重要现象，钠冷快堆事故分析需要准确预测钠沸腾时的冷却剂热力学参数。本文介绍了正在开发的钠冷快堆一体化分析程序ISAA-Na的堆芯热工水力模型，并利用ISAA-Na对CABRI-BI1失流实验进行了模拟和分析。与实验数据对比表明，ISAA-Na相较于SAS4A、ASTEC-Na和SIMMER，在预测沸腾前冷却剂温度和压力方面更为准确。然而，在沸腾开始后，由于缺乏燃料熔化和包壳失效模型，没有考虑燃料和包壳的相变，导致高估了气泡的生长速度和两相界面的移动速度。总体而言，ISAA-Na所采用的多气泡液塞沸腾模型在CABRI-BI1实验分析中表现合理可靠。
分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-07-01
摘要： 随着钠冷快堆商业化应用的发展，需要开发钠冷快堆一体化分析程序以提升对其安全评估能力。钠沸腾是钠冷快堆重大事故前的重要现象，钠冷快堆事故分析需要准确预测钠沸腾时的冷却剂热力学参数。本文介绍了正在开发的钠冷快堆一体化分析程序ISAA-Na的堆芯热工水力模型，并利用ISAA-Na对CABRI-BI1失流实验进行了模拟和分析。与实验数据对比表明，ISAA-Na相较于SAS4A、ASTEC-Na和SIMMER，在预测沸腾前冷却剂温度和压力方面更为准确。然而，在沸腾开始后，由于缺乏燃料熔化和包壳失效模型，没有考虑燃料和包壳的相变，导致高估了气泡的生长速度和两相界面的移动速度。总体而言，ISAA-Na所采用的多气泡液塞沸腾模型在CABRI-BI1实验分析中表现合理可靠。
分类： 核科学技术 >> 核动力工程技术 提交时间： 2024-06-23
摘要： 为了进一步提高球床式高温气冷堆堆芯物理计算精度，西安交通大学核工程计算物理（Nuclear Engineering Computational Physics, NECP）实验室自主研发了适用于球床式高温气冷堆物理热工计算程序NECP-Panda的中子学计算模块。本文介绍了NECP-Panda的计算框架，重点阐述了中子学计算部分的理论方法并进行了验证计算。计算问题包括简化混合球床堆算例以及高温气冷堆核电示范工程（High Temperature Reactor Pebble-bed Module, HTR-PM）的净堆装料和吸收体价值计算。数值结果表明，NECP-Panda对简化混合球床堆的keff计算与蒙特卡罗连续能量结果符合良好，计算的HTR-PM临界装料高度与蒙特卡罗连续能量结果高度一致，吸收体价值非常吻合，证明了NECP-Panda针对球床式高温气冷堆的中子学计算具有良好的计算能力和精度，为后续模块的开发奠定了坚实基础。
分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-05-23
摘要： 目前压水堆电厂控制以传统PID (Proportional Integral Derivative) 控制器为主，虽然已有采用先进控制算法提升控制系统性能的研究，但大多都只针对单个控制系统，未能充分考虑多个控制系统之间存在的互联耦合。为了从顶层协调多个控制系统提升整体控制性能，本文提出了基于粒子群优化算法的压水堆控制系统设定值决策优化方法，构建了优化所需的决策目标函数及决策优化需要满足的运行约束条件。建立的智能决策系统，考虑压水堆的运行实际进行设定值离线优化，根据运行工况进行在线智能决策。本文以压水堆核电厂运行中的典型过程为例进行了设计的智能决策系统仿真实验，并对仿真结果进行分析，仿真结果表明所提出的智能决策系统可以有效减小系统的ITSE和峰值，提升了压水堆电厂控制系统的整体控制性能和安全裕量。
分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-04-29
摘要： 为推动“一带一路”共建国家能源合作需求多元化发展，解决新丝绸之路经济带沿线上安全、高效的能源供应需求，提出了固有安全一体化小型氟盐冷却高温堆FuSTAR设计方案。为验证FuSTAR反应堆自身负荷跟踪运行的能力以及其安全性，对FuSTAR系统进行了详细的热工水力和控制系统的建模计算，并深入分析了其抗干扰特性和负荷运行跟踪能力。在不依赖外部控制系统的情况下，小型氟盐冷却高温堆FuSTAR展现出了一定的负荷跟踪能力，这主要归功于其具有固有安全特性，使得反应堆能够在负荷变化下实现自我稳定与调节。在采用冷却剂出口温度恒定控制方案后，FuSTAR的核反应堆负荷跟踪能力得到了进一步增强，在10%FP负荷阶跃变化以及5%FP/min速率线性升降负荷的测试中，核反应堆功率的超调量均严格控制在5%以内，充分满足了反应堆安全运行的要求。
提交时间： 2024-04-18
摘要： 喷淋雾化被广泛应用于核动力设备中，以保证其安全稳定运行。喷淋时，部分液滴会撞击设备壁面，以液膜的形式进行扩展和演变。基于 Fluent DPM-to-VOF 进行了液滴射流撞壁研究，使用两液滴滴落过程实验图像验证了模拟方法的准确性，研究了液滴射流注入速度、入射角度对壁面液膜形态的影响规律，得到了液滴溅射率随入射条件的变化情况，并分析了液滴撞击壁面时重力、表面张力、速度分量等对液膜形态扩展过程、液滴溅射率的影响。研究发现，增大注入速度能加大对液膜的扰动，液膜与壁面的接触面积显著增大，液膜区宽度和高度增加；增大入射角度对液膜形态的改变影响较大，体现在液膜区宽度增加和液膜区高度减小，液膜表面稳定性减低。溅射率随着注入速度和入射角度的增大而增大，其中，入射角度对溅射率的影响更大。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2024-03-05 合作期刊: 《第八届海峡两岸暨港澳地区高校现代书院制教育论坛 》
摘要： 摘要党的十八大以来，习近平总书记对高校育人工作高度重视，强调要“把立德树人融入思想道德教育、文化知识教育、社会实践教育各环节”“要培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人”的要求。 为推动学生思想教育工作，促进第二课堂发展新格局，在“五育”协调发展的基础上，实现各育目标相互之间的深度融合，发挥好德智体美劳五个方面兼容并蓄、同心同向的作用就要求做到五育融合，贯通发展。然而在第二课堂中，五育形式单一、学生主动性差、师资力量薄弱、思想政治教育时效性差、缺乏一定的体系和体制制度的问题逐渐显现。为此崇实书院联合各学院，以综合能力提升课程为抓手，破解难题:一是五育融合构筑全方位育人体系;二是名师入驻开拓新思路，朋辈助力携手助成长;三是班主任力量夯实新成效;四是以史为鉴，以笔为媒，使思政、党史教育“活”起来。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2024-03-05 合作期刊: 《第八届海峡两岸暨港澳地区高校现代书院制教育论坛 》
摘要： 随着高等教育改革的深入，强化拔尖创新人才培养是我国教育事业的探索和尝试，而拔尖人才的思想政治教育是实现高等教育强国建设的关键环节。然而，在现有的书院制管理模式背景下，拔尖学生的思想政治教育却面临诸多现实问题，其中有双院协同育人机制等客观因素的制约，同时也受拔尖学生成长特点等主观因素的影响。鉴于此，文章总结了书院制下加强拔尖人才思政教育的意义及优势，分析了书院制下开展拔尖学生思政教育面临的困境，阐述了书院制下开展拔尖人才思政教育的探索与实践。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2024-03-05 合作期刊: 《第八届海峡两岸暨港澳地区高校现代书院制教育论坛 》
摘要： 智媒时代的信息技术革新发展，改变了高校学生信息获取习惯、表达交流方式。受新冠疫情影响，高校学生对网络依赖程度加深，使得网络思想政治教育语境呈现新特点，主要表现为思维碎片化、信息茧房化与社交圈层化。网络思想政治教育语境引导要坚持问题导向、目标导向与效果导向，从融圈、建圈、出圈三维度做好网络思想政治教育。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2024-03-05 合作期刊: 《第八届海峡两岸暨港澳地区高校现代书院制教育论坛 》
摘要： 近年来高校教育教学改革力度大，个性鲜明的“00”后成为高校主要群体，传统宿舍管理模式面临新挑战，难以适应高校教育改革和满足学生多样化需求。学生自主管理逐渐成为宿舍管理的新趋势，而书院制为宿舍管理模式革新带来契机。西安交通大学南洋书院创建以“宿生会+层议长”为核心的宿舍社区管理模式，在理念、组织、机制和内容层面革新，充分彰显学生主体性，满足学生自主管理需求，挖掘宿舍社区教育功能，共创平安、健康、文明社区。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2024-03-05 合作期刊: 《第八届海峡两岸暨港澳地区高校现代书院制教育论坛 》
摘要： 书院制的蓬勃发展为高等教育人才培养赋予了新的生命力，提供了新的可能性。近年来，在国家提倡“三全育人”，强调“五育并举”的大背景下，单一的书院或学院教育侧重已很难全面满足新时代对人才的需求，因此，必须加强两院协同育人以保证人才培养的质效。本文创造性地借助于韦恩图、平面二维直角坐标系以及集合映射等数学模型，从两院存在关系、两院育人效果、两院对应关系三方面来探讨构析两院之间的“协同”关系，结合实际工作问题，有针对性地给出了“优化两院议事机制”“健全两院沟通队伍”“理顺两院工作流程”“夯实两院工作举措”四方面的优化协同建议，对于新时期持续探索和做好两院协同育人工作具有一定的积极意义。
分类： 动力与电气工程 >> 电气工程 分类： 数学 >> 控制和优化 提交时间： 2022-08-07
摘要： 快速启停发电机组等具备强调节能力的设备是保证高比例可再生能源电力系统经济可靠运行的重要灵活资源.通过在电力系统的日前发电计划优化或现货市场出清中构建风电的不确定性模型、快速启停机组日内含离散决策量的运行模型, 本文基于Wasserstein概率分布模糊集建立了含混合整数追索问题的日前两阶段分布鲁棒机组组合优化模型. 为高效计算所建立模型的最优解, 本文提出了两个可行的算法框架. 其中第一个算法用有限多个离散的事件来逼近并最终等效刻画风电出力的连续支撑集, 另一个算法则利用了由子程序辨识得到的风电出力极端概率分布来更新日前机组开停机方案. 两个算法都依赖于经典的嵌套列和约束生成法（the nested column-and-constraint generation method, nested GCG）. 本文的理论和计算分析表明, 得益于L1范数Wasserstein距离的稀疏特性, 连续支撑集可以由相对较少的离散事件等效表征,而极限分布同样具有稀疏性. 稀疏性带来的缩减效应使得两个算法均能够高效处理含混合整数追索的两阶段分布鲁棒优化问题. 本文的数值实验表明, 精确考虑快速启停机组的日内离散行为有益于得到更具鲁棒性和经济性的日前机组开停机方案; 此外, 分布鲁棒优化在样本外测试中能够可靠和经济地应对风电出力的不确定性.
分类： 心理学 >> 社会心理学 提交时间： 2018-11-27
摘要： 人工智能及其载体或者存在形式（如智能机器人、自动驾驶汽车等）不只具有智能，更具有社会功能。社会功能之具备得益于人工智能的拟人化。拟人化是将人类特征、动机、意向或心理状态赋予非人对象的心理过程或者个体差异，拟人化的产生受到激发主体知识、效能动机和社会动机的影响。对人工智能的拟人化影响存在如何拟人化（即拟人化的人工智能知觉以及破除恐怖谷效应等问题）、何时拟人化（即何种人格者在何种情境下更易拟人化人工智能）、拟人化何用（即拟人化人工智能的好处和意义）以及拟人化后的社会互动行为等问题。本文在心理学和人—机器人交互研究的基础上，讨论人工智能拟人化的如何、何时及为何问题，并对人工智能设计提供心理学思考。
分类： 心理学 >> 社会心理学 分类： 计算机科学 >> 自然语言理解与机器翻译 提交时间： 2018-11-27
摘要： 人工智能的飞速发展产生了一系列道德困境，如何做出道德的人工智能体（如道德人工智能机器人）成为了必须回答的问题。本文从心理学视角探究了人工智能体是否可能被赋予道德地位、被如何赋予何种道德地位；人工智能体是否需要及需要何种道德能力；人工智能体如何获得及获得何种道德规则；人工智能体能够如何深化人类对于人性、关系以及多样化的道德理解等多种问题进行了回答。从心理学的理论和实证研究出发，切实回答如何做出道德的人工智能体的疑问，期望对以人为中心的人工智能研究提供道德心理学智慧。
分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2017-09-20
摘要： The current crisis of global warming is primarily attributed to CO2 production from excessive use of fossil fuels during recent decades, and has increased demand for renewable biofuels tremendously. Lipids are drawing considerable attention in relation to the production potential of biodiesel on the basis of their nontoxic, sustainable, and energy efficient proprieties. However, the high cost of microbial lipid produced by oleaginous microorganisms mainly stems from the high cost of glucose, which is estimated to be about 80% of the total medium cost. Therefore, considerable efforts have been directed toward minimizing the carbon source cost and finding new alternative carbon sources. In this report, several low-cost biomass including food-waste-derived volatile fatty acids, lignocellulose-based sugars, and methane derived from biogas were investigated for lipid production. After developing the culture modes and optimizing the culture conditions, both high lipid titer and productivity were achieved in high cell density cultures of different microorganisms using various carbon sources.
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