基于多物理耦合及降阶模拟的流化床核反应堆动力学特性研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51876011
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    杨晨
  • 依托单位：
    重庆大学
  • 学科分类：
    E0601.工程热力学
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

This project intends to use a conceptual fluidized bed nuclear reactor as the objective, to explore a method analyzing dynamics of complex multi-physics coupling problems. Firstly, a multi-dimensional transient finite element simulation model of fluidized bed nuclear reactor, coupled neutron radiation (in full phase space) and multiphase gas-solid flow and heat transfer, will be established to investigate the coupling strategy and algorithm. The numerical simulation can reveal the inherent operation characteristics of the new type of reactor and corresponding nonlinear feedback mechanisms. On this basis, a combination of In Situ Adaptive Tabulation (ISAT) and double order reduction based on subspace intersection is proposed for reduced order modeling of the multi-physics coupled system. The reduced order models are used to analyze the changes of system structural stability under certain conditions which lead to bifurcation, saltation and chaos. And these changes will have impact on stable operations and safety of the energy power system. Eventually to establish a suitable framework to analyzing dynamic characteristics of energy power systems. Through this project, it is expected to provide a solution, and ultimately to exploit a new research field, for solving the problems concerning modeling and control of complicated nonlinear phenomena in energy systems.
本申请项目拟以概念性的流化床核反应堆为研究对象，探索一种复杂多物理耦合问题的动力学分析方法。首先建立耦合全相空间中子传递、气-固多相流动及传热的流化床核反应堆有限元多维瞬态仿真模型，研究实现三者耦合的策略及算法，通过数值模拟揭示该新型反应堆的内在运行机理特性及相关的非线性反馈机制。以此为基础，提出一种自适应建表（ISAT）与基于子空间相交的双重降阶模拟相结合的混合方法实现反应堆复杂多物理耦合模型的降阶模拟， 以分析在特定条件下系统的结构稳定性发生改变，出现分岔、突变以至混沌，影响能源动力系统的稳定运行和安全的因素，最终初步建立起适合能源动力系统动力学特性的分析体系。通过本项目的研究，可望为解决复杂能源动力系统中所出现的复杂非线性现象的建模和控制面临的诸多难题提供一种解决方案，并开拓一个新的研究领域。

结项摘要

本项目以概念性的流化床核反应堆为研究对象，发展了一种在统一的计算环境中对复杂多物理耦合问题进行模拟及动力学分析的方法，深入揭示了流化床核反应堆的内在机理和规律。 .首先建立耦合全相空间中子传递、气-固多相流动及传热的流化床核反应堆有限元多维瞬态仿真模型，实现了三者耦合模拟的策略及算法，通过数值模拟揭示了该新型反应堆的内在运行机理特性及相关的非线性反馈机制。以此为基础，提出了一种实现反应堆复杂多物理耦合模型的降阶模拟方法，以分析在特定条件下系统的结构稳定性发生改变，出现分岔、突变以至混沌，影响能源动力系统的稳定运行和安全的因素，最终初步建立了起适合能源动力系统动力学特性的分析体系。.本项目研究取得以下成果：.1..建立起了多物理强耦合问题的详细有限元模拟方法，发展了高效的降阶模拟方法；初步形成了复杂多物理耦合问题的动力学研究体系。.2..发表高水平学术论文18篇，其中SCI收录论文8篇，国内顶级期刊论文3篇，国内外学术会议论文7篇。目前在投论文3篇。培养青年教师2名、博士研究生2名，硕士研究生3名。.本项目的研究为能源应用领域中复杂多物理耦合系统的基础研究、系统综合、设计、集成以及综合分析工具的开发提供新的理论方法，充实了热力系统动态学的学科内涵，拓展其应用领域，促进学科发展，有助于形成具有更强综合性的交叉学科。

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（6）
专利数量（0）
Modeling and simulation of the start-up process of a 660MW ultra-supercritical circulating fluidized bed boiler
660MW超超临界循环流化床锅炉启动过程建模与仿真
  • DOI：
    10.1016/j.compchemeng.2022.108079
  • 发表时间：
    2023-01
  • 期刊：
    Computers and Chemical Engineering
  • 影响因子：
    4.3
  • 作者：
    Zhang Zonglong;Yang Chen;Wu Haochuang;Deng Kangjie
  • 通讯作者：
    Deng Kangjie
压缩空气储能系统动态特性及其调节系统
  • DOI：
    10.13334/j.0258-8013.pcsee.190859
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    中国电机工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李盼;杨晨;陈雯;文贤馗;钟晶亮;邓彤天
  • 通讯作者：
    邓彤天
压缩空气储能膨胀发电机甩负荷防超速策略
  • DOI：
    10.19912/j.0254-0096.tynxb.2019-1292
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    太阳能学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨晨;李盼;孙溧;柴京
  • 通讯作者：
    柴京
Multi-objective optimization operation of the green energy island based on Hammersley sequence sampling
基于Hammersley序列采样的绿色能源岛多目标优化运行
  • DOI：
    10.1016/j.enconman.2019.112316
  • 发表时间：
    2020-01
  • 期刊：
    Energy Conversion and Management
  • 影响因子：
    10.4
  • 作者：
    Tao Zhang;Chen Yang;Hao Chen
  • 通讯作者：
    Hao Chen
Dynamic characteristics and operation strategy of the discharge process in compressed air energy storage systems for applications in power systems
电力系统压缩空气储能系统放电过程动态特性及运行策略
  • DOI：
    10.1002/er.5362
  • 发表时间：
    2020-04
  • 期刊：
    International Journal of Energy Research
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Pan Li;Chen Yang;Li Sun;Jinyao Xiang;Xiankui Wen;Jingliang Zhong;Tongtian Deng
  • 通讯作者：
    Tongtian Deng

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其他文献

壳聚糖涂覆纳米纤维复合膜去除水中Cu~(2+)
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    史静;武惠香;万桂芳;林依秋;贺子桐;温红梅;陈华玉;杨晨;卫小梅
  • 通讯作者：
    卫小梅
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  • 通讯作者：
    杨晨
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  • DOI：
    10.3969/j.issn.1001-4616.2021.01.013
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    南京师大学报. 自然科学版
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨晨;耿月攀;田然
  • 通讯作者：
    田然

其他文献

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杨晨的其他基金

分布式能源系统的多尺度半实物仿真方法研究
  • 批准号：
    51576020
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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