核动力设备及系统的多目标参数优化

发布时间：2021-01-04 21:58

　　提高核动力装置热效率是核工程领域一直追求的目标。如能在提高热效率的同时,达到减小核动力装置尺寸和重量,则不仅可以提高经济性,而且可以降低大型设备的制造、运输和布置等方面的难度。因此,开展以核动力装置热效率、重量及体积为优化目标的多目标实例优化设计研究具有重要的意义。以此为背景,本文构建了一种评价—优化耦合模型,实现了核动力装置的多目标实例优化设计。通过将优化程序模块与核动力全系统数学模型相耦合,基于C#语言开发了计算程序。其中,全系统数学模型包括核动力装置热效率计算模型、重量及体积评价模型。本文的主要研究内容和研究结果如下:1、新型优化计算算法的研究。多目标优化问题对优化算法的优化性能提出更高的要求,为了获得具有优良性能的优化算法,本文将改进遗传算法及改进复合形算法的计算策略移植到人工蜂群优化算法中,提出一种新型混合人工蜂群算法。其中利用改进遗传算法来保证人工蜂群算法的种群多样性,并利用改进复合形算法在最好解可能存在的区域实现局部快速搜索（小区域深度挖掘）。采用新型混合人工蜂群算法对5个无约束测试函数及8个约束测试函数开展的数值实验表明,对于无约束测试问题,新型混合人工蜂群算法的搜索性... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：152 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 优化算法研究现状
        1.2.1 复合形算法研究现状
        1.2.2 遗传算法研究现状
        1.2.3 人工蜂群优化算法研究现状
    1.3 核动力装置优化设计研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 核动力设备及系统多目标优化设计描述
        1.4.1 决策变量
        1.4.2 目标函数
        1.4.3 约束条件
    1.5 本章小结
第2章 优化设计方法的基本原理及改进
    2.1 复合形算法
        2.1.1 复合形算法的基本策略
        2.1.2 复合形算法的改进
        2.1.3 改进复合形算法的算例测试
    2.2 遗传算法
        2.2.1 遗传算法基本操作过程
        2.2.2 遗传算法的实施及改进
        2.2.3 改进遗传算法的算例测试
    2.3 人工蜂群优化算法
        2.3.1 人工蜂群算法的基本原理
        2.3.2 人工蜂群算法的流程
    2.4 新型混合人工蜂群算法
        2.4.1 算法混合机理
        2.4.2 新型混合人工蜂群算法流程
        2.4.3 新型混合人工蜂群算法测试
    2.5 本章小结
第3章 核动力二回路回热及再热换热器多目标实例优化设计
    3.1 高压给水加热器数学模型
        3.1.1 结构设计
        3.1.2 热力计算
        3.1.3 水动力计算
        3.1.4 强度计算
        3.1.5 重量估算
        3.1.6 体积估算
    3.2 高压给水加热器多目标实例优化设计
        3.2.1 高压给水加热器评价程序
        3.2.2 高压给水加热器多目标最佳决策方案
        3.2.3 高压给水加热器参数分析
    3.3 汽水分离再热器数学模型
        3.3.1 再热器结构设计
        3.3.2 再热器热力计算
        3.3.3 再热器水动力计算
        3.3.4 强度计算
        3.3.5 重量估算
        3.3.6 体积估算
    3.4 汽水分离再热器多目标实例优化设计
        3.4.1 汽水分离再热器评价程序
        3.4.2 汽水分离再热器多目标最佳决策方案
        3.4.3 汽水分离再热器参数分析
    3.5 本章小结
第4章 核动力主冷却剂泵多目标实例优化设计
    4.1 轴封式主冷却剂泵数学模型
        4.1.1 电动机设计
        4.1.2 水力部件设计
        4.1.3 强度计算
        4.1.4 重量及体积估算
    4.2 屏蔽式主冷却剂泵数学模型
        4.2.1 屏蔽式主冷却剂泵概述
        4.2.2 屏蔽式主冷却剂泵设计特点
    4.3 主冷却剂泵系统瞬变过程分析
        4.3.1 瞬态分析模型
        4.3.2 瞬态计算分析
    4.4 主冷却剂泵多目标实例优化设计
        4.4.1 主冷却剂泵评价程序
        4.4.2 主冷却剂泵多目标最佳决策方案
        4.4.3 主冷却剂泵参数分析
    4.5 本章小结
第5章 核动力系统多目标实例优化设计
    5.1 系统热经济性、重量及体积多目标实例优化设计
        5.1.1 等效热降分析方法
        5.1.2 全系统数学模型
        5.1.3 核动力系统多目标实例优化设计
    5.2 核动力系统参数分析
        5.2.1 核动力系统热经济性参数分析
        5.2.2 核动力系统总重量、体积参数分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
附录A 无约束优化测试函数
附录B 约束优化测试函数
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种改进的稳压器优化设计及其瞬态特性[J]. 陈磊,阎昌琪,王建军.  原子能科学技术. 2013(12)
[2]蒸汽发生器优化设计后的运行特性研究[J]. 陈磊,阎昌琪,王建军.  原子能科学技术. 2013(09)
[3]引入跟踪搜索和免疫选择的人工蜂群算法[J]. 付丽,罗钧.  模式识别与人工智能. 2013(07)
[4]改进多种群遗传算法在墙土系统损伤识别中的应用[J]. 刘礼标,张永兴,陈建功.  土木建筑与环境工程. 2013(03)
[5]核动力二回路系统优化设计[J]. 刘成洋,阎昌琪,王建军,刘振海.  原子能科学技术. 2013(03)
[6]改进复合形法在相关图水文预报方案建模中的应用[J]. 张端虎.  广东水利水电. 2012(12)
[7]核动力一回路系统双目标优化设计[J]. 刘成洋,阎昌琪,王建军,陈磊.  原子能科学技术. 2012(12)
[8]基于改进遗传算法的冷凝器优化设计[J]. 刘成洋,阎昌琪,王建军.  原子能科学技术. 2012(04)
[9]基于混合遗传算法的稳压器优化设计[J]. 刘成洋,阎昌琪,王建军.  原子能科学技术. 2012(03)
[10]改进蜂群算法在平面度误差评定中的应用[J]. 罗钧,王强,付丽.  光学精密工程. 2012(02)

硕士论文
[1]基于约束优化和动态优化的粒子群算法研究[D]. 吴茜.湘潭大学 2007



本文编号：2957441