稳态及瞬态中子输运模型的JFNK求解方法研究

三维全堆芯pin-by-pin中子输运模型的高效加速方法是核反应堆高精度计算的重点和难点。本文有效融合课题组开发的并行多维离散纵坐标(S_(N))中子输运程序comeSn和Jacobian-Free Newton Krylov(JFNK)通用求解框架comeJFNK的高效并行特性、鲁棒性和强收敛性,开发了一套三维稳态及瞬态中子输运模型的JFNK并行求解程序comeSn_JFNK。为了提高计算效率,选择中子标通量密度(而非中子角通量密度)作为JFNK全局求解变量,并利用基于空间区域并行的KBA输运扫描方法和物理预处理方法,分别构建了稳态及瞬态模型的JFNK统一残差计算模型。计算结果表明,comeSn_JFNK相比于comeSn,计算效率具有显著优势,对于三维pin-by-pin稳态KAIST-3A算例,加速比为10倍以上;对于栅元均匀化的二维七群瞬态C5G7-TD2系列基准算例,加速比约为30倍。

θ法应用于原油蒸馏过程模型计算

摘 要:选择了θ圆整归一方法应用于原油蒸馏过程稳态模型的计算。实验证明这种方法的应用提高了模型计算中迭代速度,可以达到加速收敛的效果,这种归一圆整的方法完全可以适应原油蒸馏常压塔具有多股进料、多股汽液侧线采出的特点。并可望应用于原油蒸馏过程动态模型的计算。本文给出了应用于不同平台的仿真结果。

基于稳态模型的常压蒸馏塔在线优化控制

在深入探讨在线代化概念的基础上，提出了一种基于过程稳态模型的常压蒸馏塔在线优化策略，构造了包括代化层、控制层在内的多级优化控制系统。重点介绍了稳态优化器的设计以及在线优化系统的实施，并给出了常压加热炉出口温度在线优化与常压蒸馏增轻油收率在线优化两个成功的应用实例，获得了良好的经济效益。

原油常压蒸馏塔稳态过程的数据协调与过失误差检测

从基于测量误差为正态分布的经典数据协调问题出发，引入基于测量误差为污染正态分布的数据协调与过失误差检测的同步算法，详细叙述了用于原油常压蒸馏塔的稳态流量协调计算过程和校正结果，取得了较好的效果。

非线性稳态大系统的近似线性模型的递推算法

提出一种非线性稳态大系统的近似线性模型,给出了使其参数最优的性能指标,然后,推导出一种适于在线计算的、参数估计的两级递推算法,仿真结果表明了该算法的适用性和有效性.

基于集总参数法的坦克动力装置非稳态传热模型

发展了一个基于集总参数法的坦克动力装置非稳态传热模型,考虑了发动机燃烧室的传热、发动机主要部件的传热、冷却系统和润滑系统的工作及坦克动力舱内的空气流动,建立了燃烧气体与发动机部件、各部件之间、部件与冷却液、部件与润滑油、部件与动力舱空气之间的热耦合计算公式.对一台坦克动力装置的非稳态传热进行了实例计算,结果证实这个模型可以用于坦克动力装置非稳态传热的研究.

基于混合算法的涡轴发动机稳态性能仿真模型

以自由涡轮式涡轴发动机为研究对象,建立了涡轴发动机的稳态性能仿真模型,提出了基于天牛须算法和N+1点残量法的求解发动机模型的混合算法(BAS-N+1混合算法),利用发动机台架试车数据对仿真计算结果进行了验证。结果表明,该稳态性能仿真模型各参数的求解误差在3%以内。与PSO-N+1混合算法相比,BASN+1混合算法求解精度更高,收敛更快。BAS-N+1混合算法既保留了智能算法对初猜值误差的包容性,也拥有接近经典迭代算法的收敛速度和精度,能够实现涡轴发动机稳态仿真模型的高精度大范围快速收敛。

同步发电机励磁绕组匝间短路故障稳态数学模型及仿真

励磁绕组匝间短路故障会造成发电机励磁电流增大、输出无功功率减小、振动加剧等。为实现故障在线监测与保护,需准确快速计算故障电流等电气量。应用交流电机的多回路理论,基于对故障时定、转子电流稳态特征的分析,得到各回路电流的稳态表达式;根据同频率量相等的原则,将稳态时的微分方程组转化为线性代数方程组,得到励磁绕组匝间短路故障的稳态数学模型;利用高斯消去法可直接求得所有回路电流中各种交、直流分量的稳态解,快速实现故障的稳态计算。对一台12kW、3对极的隐极同步发电机进行了空载时励磁绕组匝间短路实验,稳态仿真结果与实验吻合较好。该方法可比暂态仿真减少90%的计算时间,为同步发电机励磁绕组匝间短路故障的监测与保护奠定了基础。

稳态法测算导热系数的原理

分析了测量导热系数传统模型与相关文献中的修正模型的原理与不足,提出一个较为严密的三维传热学模型,利用MATLAB数值模拟验证了其合理性。推导出计算圆柱型试样导热系数的公式,并得到了适合实际应用的简化公式。以真空橡皮盘为例,定量分析了侧壁散热对导热系数测量值的影响程度,给出了试样规格与测算精度的关系曲线。当试样半径与厚度的比值大于28.9时,侧壁散热的影响将小于5%,故可忽略。

基于微滑移解析模型的干摩擦阻尼叶片稳态响应分析

基于单边微滑移解析模型,建立了阻尼器干摩擦力的本构关系,该模型可以较好地描述摩擦界面粘滞-滑移状态以及在同一时刻阻尼器各局部拉、压应变不同而产生的摩擦力方向的不同。采用等效刚度和等效阻尼对干摩擦力的非线性特征进行了线性化处理。引入干摩擦阻尼因子度量干摩擦阻尼效果。采用谐波平衡法对简化的带阻尼器叶片系统进行了强迫振动响应分析。分析表明:干摩擦阻尼器对叶片的作用体现在阻尼和刚度两个方面,干摩擦阻尼因子是评价干摩擦阻尼效果的一个较好的参数;存在最佳的正压力,使干摩擦阻尼因子最大,响应最小。

蒸发式冷凝器稳态模型数值模拟

采用分布参数法对蒸发式冷凝器建立了数学模型,并进行了数值计算。模拟了制冷剂温度和热流密度的沿程分布情况。针对入口空气状态变化、配风量和配水量对换热器性能的影响,进行了计算分析,为蒸发式冷凝器的设计和性能优化提供了参考。

基于谐波分析法的高速变频电机稳态仿真研究

与一般工频异步电机相比 ,高速变频电机存在着工作频率高、电源谐波大等特殊问题。本文在分析PWM逆变器输出谐波电压的基础上 ,采用谐波分析法建立了高速变频电机的谐波等效电路模型 ,该模型能够准确考虑电源谐波、集肤效应以及硅钢片材料的频率特性对电机性能的影响 。

油浸式变压器绕组饼间热阻的稳态热流法

油浸式变压器的热点温度是影响变压器负载的关键因素。当变压器正常运行时,绕组产生的热量部分传递至饼间水平油道的油流。在根据变压器内部热分布建立热路模型时,绕组饼间的热阻特性尚未考虑,因此忽略水平油道的流动状态,基于稳态热流法提出模拟油浸式变压器绕组饼间环境的构想,搭建实验平台,利用实验测得的数据计算出绕组饼间的单位面积热阻,并对计算结果进行分析,为建立更精准的分布式参数热路模型做基础。

稳态反应模型在气相聚乙烯反应器中的应用

通过对气相流化床聚乙烯工艺稳态反应模型的应用进行分析,讨论了中间控制参数温度、氢气乙烯摩尔比、共聚单体乙烯摩尔比、催化剂产率等输入变量对反应器输出变量树脂性能-熔体流动指数(MI)的影响。选择工业实例,对系统出现波动后人工调控MI与利用稳态反应模型的计算机调控MI的过程分别进行了计算,并对2种调控过程进行了比较,证明了稳态反应模型在工业质量控制中的优越性。

某炼油厂原油蒸馏塔模型的改进

针对某炼油厂加工原油品种繁多,且混炼比例变化大的特点,对原油蒸馏塔原模型软件系统进行了改进,使它能更好地适应炼油厂的生产。建立了该厂所加工原油的原油评价数据库及与之匹配的原油物性数据计算方法库,采用θ法加速收敛,提高了模型计算的收敛速度。

石油物系蒸馏塔的稳态模拟平台

根据原油常压塔、减压塔以及催化裂化分馏塔结构特点,本文提出了建立一个通用性的石油物系蒸馏塔的稳态模拟平台。平台可根据用户对于不同结构蒸馏塔的输入形成一个关于塔板的特征矩阵,基于这一矩阵通过一系列的算法列写出相应结构蒸馏塔的物料平衡、相平衡、组分平衡和焓平衡方程,并利用matlab中的fsolve函数完成相应的迭代计算。平台的建立大大缩短了同一类型不同结构的石油物系蒸馏塔稳态模型的开发时间。

确定高维非线性电路唯一稳态的λ参数法

本文以元件成份关系斜率变化区间对应的常数矩阵为基础 ,通过引入一个参变量λ构造出多个新的矩阵。通过对这些包含参变量λ的矩阵的分析 ,从而确定原电路的唯一稳态。本文的结果对电路元件的约束 ,仅要求其成份关系斜率有界即可。这大大放松了目前已有的经典结果中要求电路元件斜率为正的限制 。

脱除胺液中热稳态盐的蒸馏浓缩工艺设计

胺液在脱硫过程中会产生热稳态盐(HSS),引起胺液发泡、脱硫效率下降、设备腐蚀等严重后果,需要脱除热稳态盐来延长使用寿命。经对蒸馏法脱热稳态盐过程的深入分析,提出了3种蒸馏法脱热稳态盐的工艺设计方案:(1)贫胺液一次性进料间歇蒸馏脱HSS,单纯补水控制蒸馏温度;(2)贫胺液连续进料兼控温间歇蒸馏脱HSS方案;(3)贫胺液连续稳定进料平衡蒸馏脱HSS,稳定补水控制蒸馏温度方案。计算得知3个方案下的补水(胺)公式,经分析比较得出方案三为最佳方案。

计及漏磁耦合的双绕组感应发电机稳态分析模型

针对具有特殊定子绕组结构的高低压双绕组感应发电机,提出计及定子双绕组间漏磁耦合的稳态分析模型。考虑定子2套绕组间的互漏感列写支路电压方程,引入流控电压源表示互漏电势,推导出双绕组感应发电机的稳态等值电路。通过计算流控电压源的复数控制系数,说明了稳态分析时计及定子双绕组间漏磁耦合的合理性。基于等值电路采用回路电流法列写矩阵方程,以回路阻抗矩阵的行列式绝对值为目标函数采用优化法进行求解,可以确定模型中的未知量。采用所建模型计算样机外特性和稳压电容值,计算结果与实验结果高度吻合,验证了所建稳态分析模型的正确性与准确度。

热管置入式墙体非稳态传热模型与传热特性分析

将热管置入式墙体传热模型分解为常规墙体传热模型和热管传热模型,并借助Z传递函数法建立非稳态传热模型.以天津市作为典型城市,研究了热管置入式墙体在采暖季的工况,分析了典型日热管置入式墙体的传热特性.结果表明:在热管工况优良时,热管置入式墙体能够明显提高得热量;热管工作期间,放热段内表面的平均温度提升1.22℃左右.