智能核電廠的發(fā)展及應(yīng)用

黃建華,郭天覺(jué)

(1.中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院，四川 成都 610000;2.和昇集團(tuán)，香港)

4 自我調(diào)適的建模和仿真技術(shù)

4.1 建立準(zhǔn)確模型的挑戰(zhàn)

要建立一個(gè)設(shè)備、系統(tǒng)、組件的準(zhǔn)確模型的先決條件就是要取得該設(shè)備、系統(tǒng)、組件的充分設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，但這些完整數(shù)據(jù)很多時(shí)候不容易取得，這是建立一個(gè)設(shè)備、系統(tǒng)、組件的準(zhǔn)確模型的第一個(gè)挑戰(zhàn)?？v使取得所需設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)無(wú)法建立一個(gè)設(shè)備、系統(tǒng)、組件的準(zhǔn)確模型，其中因素包括：控制方程式的局限性、離散方法的局限性、求解方法的局限性以及計(jì)算機(jī)計(jì)算的局限性。

一般設(shè)備、系統(tǒng)、組件的控制方程式都是依據(jù)質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒、能量守恒原理建立偏微分控制方程，但工程師對(duì)自然界的了解有其局限，在這個(gè)過(guò)程中做了很多近似假設(shè)，這就是所謂的認(rèn)知不確定性(epistemic uncertainties)。就算工程師對(duì)某一過(guò)程有充分了解，但自然現(xiàn)象基本上是偶然的，例如做兩次完全相同的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不會(huì)完全相同，這就是所謂的偶然不確定性(aleatoric uncertainties)，因此控制方程式從一開(kāi)始便沒(méi)有辦法百分之一百仿真一套設(shè)備、系統(tǒng)、組件的行為。

控制方程式建立后便是用離散方法把連續(xù)的時(shí)間、空間分成網(wǎng)格點(diǎn)，把原來(lái)的偏微分控制方程轉(zhuǎn)換成矩陣方程以便使用計(jì)算機(jī)計(jì)算，常用的離散方法包括：有限差分、有限元、有限體積，不管用什么方法必存在截?cái)噱e(cuò)誤(truncation error)，現(xiàn)在最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)代碼采用的離散方法并沒(méi)有超越二階精度[7]。此外通常是網(wǎng)格點(diǎn)越多，網(wǎng)格間隔越少精準(zhǔn)度越高，因此產(chǎn)生的矩陣方程尺度會(huì)越大，以致所需求的計(jì)算機(jī)資源越多?！?br>