核电模拟机中子截面预处理程序的开发与应用

堆芯物理系统仿真是核电厂全范围模拟机仿真的核心,数据量庞大、运算程序复杂是其存在的突出问题.阐述了独立于堆芯物理仿真程序的中子截面预处理程序的开发与应用过程,从应用于模拟机的核程序包计算结果入手,综合考虑燃料温度、慢化剂温度、硼浓度、慢化剂密度以及控制棒棒位等物理参数对中子截面的影响,通过多项式拟合重新构建参数关系表达式,目的是提高计算效率和精度,保证实时数据传递.同时,以某CPR1000机组为例,对中子截面预处理程序处理结果进行分析验证,结果证明此预处理程序能较真实地反映堆内组件参数随各独立变量的变化关系,可广泛应用于核电厂堆芯物理仿真.     

核电厂电气系统自动建模数字化设计

核电厂数字化设计转型要求打通仿真平台与电气专业设计平台之间的数据接口,实现电气系统建模数据一致性和敏捷开发的目标。因此,有必要将数据接口设计成计算机能够自动识别的结构化形式。结合核电厂电气仿真模型的网络拓扑特征、负载特征和潮流计算功能,全面梳理了某三代核电厂的电气设计图纸,对电气建模数据接口进行了数字化设计。提出了基于结构化数据接口的电气自动建模方案。与传统电气建模方案进行了对比分析。分析结果表明,该方案可显著提升仿真平台与电气设计平台之间的一致性,为实现设计方案的快速验证和设计模型的数字化交付奠定了基础。     

CPU/GPU异构计算应用于核电模拟机的可行性

根据ANSI/ANS-3.5-1998规定以及核电厂建模精度的提高,对核电模拟机仿真速度提出了更高的要求。但是目前已难以通过提升中央处理器（ CPU）频率的方式来提升现有模拟机的运算速度。与此同时,CPU/GPU异构计算融合了串行/并行计算,利用显卡（ GPU）的并行计算能力可极大提升现有桌面电脑的运算能力,目前已经广泛应用于科学研究。英伟达公司的CUDA平台被用于开发CPU/GPU异构计算应用程序,来提升核电厂全范围模拟机的仿真计算。通过核电厂全范围模拟机运行测试对比,证实使用CPU/GPU异构计算程序,能有效提升模拟机运行速度。     

核电厂培训模拟机设计和开发

简述了核电仿真的目的和意义以及核电厂模拟机的分类,并概述了核电厂培训模拟机基本的性能和功能要求。通过1个工程实例对核电厂培训模拟机的系统结构、软硬件组成、功能设计等进行全面描述。最后,对核电厂培训模拟机的发展趋势进行了展望。     

核电厂高压电气断相故障仿真分析

核电厂高压电气断相故障,在实际电厂运行中主控室无法监测到。而现有分析仅仅是从电网设备角度分析,核电厂无法得到电网计算分析结果,是业内断相问题分析的空白。将电网断相计算分析模型与核电厂全范围模拟机系统模型集成在一起,能够从电网侧和核电厂工艺系统运行设备侧完整分析出断相后核电厂运行情况。将成熟的电网断相计算与模拟完善的模拟机软件通过接口开发,连接在一起进行多种电压等级断相故障测试是难题,通过三相电机模型开发,接口转换工具开发等处理,很好的解决了两种计算模型的接口问题,之后的断相测试结果,为核电站在断相故障发生后的快速反应提供了重要的依据。     

核电厂应急辅助决策系统数据接口设计

核电厂应急辅助决策系统数据接口众多,如果对应急系统接口考虑不足,可能会造成应急系统功能缺失,对应急响应造成影响。对核电厂应急系统的接口进行了梳理,明确了不同系统和应急系统间的通信方式和通信内容。依据信息安全的要求,生产控制大区（如全厂非安全级控制系统）向信息管理大区（如应急系统）传输数据应为单向通信。因此,设计了基于用户数据报协议（UDP）和数据摆渡的数据单向传输方案,以及基于超文本传输协议（HTTP）的数据双向传输方案。针对在应急演习期间,应急系统会将数据源切换为模拟机和人工预置数据的情况,设计了分布式控制系统（DCS）和模拟机的数据源切换方案以及人工预置数据模板。通过对核电厂应急系统数据接口的梳理和通信方案的设计,为后续新建核电厂的核电厂应急系统建设提供了指导,降低了应急系统现场调试数据接口的风险。     

飞行模拟机组合导航系统建模与仿真

飞行模拟机导航系统主要是引导飞机从起点沿预定航线安全飞到目的地,为飞行员提供模拟飞行中的位置、高度、速度及飞机当前姿态等参数.首先研究了远程导航系统的仿真原理,然后利用VC开发导航界面和硬件接口程序;利用MAT-LAB/Simulink构建飞行模拟机INS/GPS远程组合导航各子系统的仿真模型,实现了对飞行模拟机远程导航系统的分布式仿真.系统调试结果证实了该方法的有效性和可行性.     

游移方位捷联惯导系统软件测试与仿真

用C语言实现了游移方位捷联惯导系统的实时软件仿真;分别以圆球和参考旋转椭球体作为地球模型进行导航参数计算;用圆球模型下的飞行轨迹数据对圆球模型,椭球模型,加惯性元件误差的椭球模型下的捷联惯导系统导航参数进行测试;提出将速度通道和高度通道联立求解的方法.以提高速度,高度计算的准确性;并解决了导航参数解算中出现的计算周期同步问题;分析了误差来源,比较了圆球和参考旋转椭球体之间的差异;验证了该惯导系统仿真的正确性,证明了该测试方法的可行性。     

催化裂化生产仿真建模研究

总结了催化裂化反再系统数学建模的特殊技巧.根据洛阳石化实际原料油的来源相对固定的情况,采取了"机理模型加经验统计模型互相弥补、稳态模型加瞬态动态特性补偿"的方法.阐述了6种在实践中比较实用的模型参数确定的独特经验:如何取得有效数据、用机理模型计算结果与数学统计模型的计算结果比较来确定参数、模型参数的长期实验校正等.所建立的模型的稳态精度和动态精度较高并且计算速度满足快速仿真的要求,在实践中取得了较好的经济效益.     

成像器图像输出在计算机上的设计与实现

由于研制和调试的需要,航空遥感图像实时传输系统中的成像器部分需要一台模拟机,文中利用计算机软硬件技术,根据相关接口规范和传输协议设计并实现了模拟机,取得了良好效果.     

基于RELAP5的沸水堆机理模型建立与仿真

核电厂高精度、实时、动态仿真要求有准确的反应堆热工水力以及控制系统等模型,它除用于电厂安全分析、操纵员培训等,还可用于控制系统参数优化、实际仪表控制系统验证等方面。为了研究在核电站控制系统问题上引入智能控制和优化算法的可行性,利用热工水力软件RELAP5,以沸水堆核电站为例,对沸水堆的堆芯系统和主给水系统进行了建模,并在稳态和暂态工况下进行了仿真验证。仿真结果与电站的实际数据基本一致,表明了基于RELAP5程序所建立的沸水堆热工水力模型的正确性。     

宁德核电厂全范围模拟机硬盘台系统设计

根据核电厂全范围模拟机（简称FSS）的特点和控制室中硬盘台的功能要求,进行了宁德核电厂全范围模拟机硬盘台的总体方案设计;根据各盘台设备的电气特性、接线及安装要求,进行了硬盘台硬件（包括IO）系统的设计;根据IO系统的特点和模拟机的要求,进行了硬盘台软件的设计,确定了要实现的六项功能：IO通讯,日常维护,升级维护,开关校验,回放和虚拟盘台功能,并依次对它们进行了说明和对软件功能和性能的设计进行了介绍;通过实际应用证明,该设计满足了模拟机的要求.     

核电厂虚拟DCS翻译软件的设计与实现

核电厂模拟机是用于培训操纵人员的主要工具,是确保核电站安全、稳定、经济性运行的关键之一.为了打破国外对于核电模拟机关键技术的封锁,研发具有自主知识产权的核电模拟机DCS智能翻译工具具有十分重要的意义.设计开发的虚拟DCS翻译转换软件成功实现国产化DCS平台软件代码转化至核电模拟机平台,逼真地再现了DCS控制策略组态、配置和下装过程.     

某型舰用冷凝器动态数学模型的建立和应用

针对船用蒸汽动力装置冷凝器的基本原理,利用隐性欧拉法将冷凝器的动态工作过程由一组差分方程来表示,并在Minis通用仿真支撑平台软件的支持下,建立冷凝器的通用仿真模型;并对实际对象进行研究.通过仿真试验的结果和实测值对比,证明此模型具有较好的静态精确度,并且能够真实地反映研究对象的动态特性, 能够满足舰艇动力装置训练模拟器开发的要求;同时利用模型进行了冷凝器的故障特性的仿真研究,为装置的故障诊断提供了试验依据.模型具有较强的通用性,通过参数化过程可以方便地移植到不同容量、不同类型的机组上,在电站及动力系统仿真方面具有较好的实用性和指导作用.     

基于虚拟DCS的电厂烟气脱硫协同仿真系统

介绍新型的电厂烟气脱硫仿真系统,提出采用基于CFD模型及过程模型的协同仿真方法进行建模,硬件系统采用虚拟DCS仿真方式.采用CFD方法建立详尽描述吸收塔特性的CFD模型,同时采用集中参数法对FGD其它设备进行建模,协同仿真方法能充分发挥两种建模方法的优点,更精确地描述FGD系统的特性.采用基于虚拟DCS的激励式仿真方法建立仿真系统,结合了全模拟模式和全激励模式的优点,使用虚拟DCS复现实际DCS的全部功能,具有极高的软件逼真度,同时以软件代替部分硬件,可极大地降低实现成本.基于虚拟DCS的电厂烟气脱硫协同仿真系统对于电厂脱硫系统人员培训、运行分析及系统优化研究具有重要作用.     

飞行仿真系统中三维大气紊流模型仿真研究

为提高飞机飞行动力学系统的仿真逼真度,提出1种新的大气紊流模型,并研究出在实时飞行仿真系统中的实现技术。改变了以前基于Dryden模型的建模方法,对不能直接用于仿真模拟的Von．Karman大气紊流模型进行有理化处理,得出逼近于Von．Karman模型的新的紊流模型,确定新的滤波器参数,从而在时域内实时生成大气紊流。通过频域上的分析比较,结果表明该模型生成的紊流比以往的Dryden模型更好地符合了大气数理统计特性,并解决了Von．Karman的仿真实现问题。最后,将提出的数值模拟算法直接应用于某型飞机飞行仿真系统中,从而使飞机在风场中的模拟更加真实,对模拟器的研制具有实际意义。     

基于遗传算法的数据中心能效仿真

随着数据中心数量和规模的不断扩大,能耗已经成为制约数据中心成本和可靠性的关键问题。而且,随着数据中心投入运营后的硬件迭代更新,数据中心服务器的异构性进一步加大,其能效也同设计建设之初相比有较大的变化。因此,根据数据中心服务器的构成和硬件配置,对整个数据中心进行动态能效仿真与分析,有助于实时掌握数据中心的能效现状,进行能效感知的负载调度,并提供能效优化的可能性。首先基于企业级服务器的SPECpower测试结果,对近年来服务器的能效发展趋势和影响因素进行了分析;然后基于遗传算法对数据中心的能效优化进行仿真,并设计了一个数据中心的能效仿真器原型系统。该仿真器可以根据供电限额、负载情况和吞吐量指标等动态仿真和调整数据中心服务器的运行状态,并对不同规模和不同服务器类型的数据中心能效进行仿真。所提出的基于遗传算法的数据中心能效仿真算法在能量最小化问题上得到了较小的误差和较短的仿真计算时间。     

Experiences with component‐oriented technologies in nuclear power plant simulators

This paper proposes the application of modern component‐oriented technologies to the development of nuclear power plant simulators. On the one hand, as a significant improvement on previous simulators, the new kernel is based on the Common Component Architecture (CCA). The use of such a high‐performance computing oriented component technology, together with a novel algorithm to automatically resolve simulation data dependencies, allows the efficient execution of both parallel and sequential simulation models. On the other hand, RT‐CORBA is employed in the development of the rest of the applications that comprise the simulator. This real‐time communication middleware not only makes the management of communications easier, but also provides the applications with real‐time capabilities. Software components used in these two ways, simulation models integrating the kernel and distributed applications from which the simulator is comprised, improve the evolution and maintenance of the entire system, as well as promoting code reusability in other projects. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

考虑汽蚀影响的给水泵仿真建模及实现

该文根据蒸汽动力装置模拟器的研制需求,讨论了考虑汽蚀影响的给水泵仿真建模和实现方法。蒸汽动力装置中使用的给水泵动态特性变化很大,给水泵作为变转速泵的特性模拟在整个蒸汽动力装置热工水力特性模拟中占有非常重要的地位。由于给水泵性能受汽蚀影响很大,因此考虑汽蚀对给水泵性能的影响对于提高模拟器在正常工况和事故工况下的仿真精度有很大意义。该文构建的模型形式简单,计算精度高,覆盖的给水泵运行工况宽。该文提出的仿真模型和数值方法对于同类型泵的仿真建模和计算分析具有一定的参考价值。