隨著科技的發(fā)展和能源需求的增長，小型核反應(yīng)堆逐漸受到了廣大研究者的關(guān)注。特別是小型熱管冷卻核反應(yīng)堆設(shè)計緊湊，可以應(yīng)用于偏遠(yuǎn)地區(qū)供能，或者特定的工業(yè)應(yīng)用中。然而，小型熱管冷卻核反應(yīng)堆在動態(tài)工況下的特性尚未完全明確，這需要深入的研究和分析。本項目進(jìn)行了具體的傳熱實驗、數(shù)值模型的搭建以及熱管堆敏感性不確定性分析。本項目旨在通過深入研究小型熱管冷卻核反應(yīng)堆的動態(tài)特性，為其在實際工程中的應(yīng)用提供理論支撐和優(yōu)化建議。

針對小型熱管冷卻核反應(yīng)堆動態(tài)特性分析，主要目標(biāo)為

1、針對熱管堆耦合開式布雷頓循環(huán)實驗數(shù)據(jù)缺乏這一難題，開發(fā)硬件在環(huán)傳熱實驗平臺，完成穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)實驗，并對系統(tǒng)進(jìn)行分析。

2、針對現(xiàn)有熱管計算模型計算精確度差、效率低這一難題，利用熱阻熱容理論搭建基于Simulink的模型，同時利用數(shù)值模型計算結(jié)果與實驗結(jié)果共同訓(xùn)練降階模型，以提高模擬的效率。

3、針對熱管堆多物理場強(qiáng)耦合的現(xiàn)象，開發(fā)綜合熱、核、力等多物理場耦合計算平臺，并訓(xùn)練代理模型針對特定參數(shù)進(jìn)行敏感性分析以及不確定性分析。

本項目取得的成果主要為

1、在傳熱實驗方面，成功搭建硬件與軟件結(jié)合的硬件在環(huán)實驗臺架。進(jìn)行實驗得到耦合系統(tǒng)全參數(shù)變化數(shù)據(jù)，關(guān)鍵參數(shù)符合設(shè)計預(yù)期，實驗過程中系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定安全。驗證了堆芯功率與反應(yīng)性振蕩自收斂，固有負(fù)荷跟蹤能力，驗證了系統(tǒng)自穩(wěn)自調(diào)特性。

2、在數(shù)值計算方面，搭建了Simulink模型以及基于混合專家模型的降階模型，與實驗相比擬合精度高，溫差可以控制在幾十度，最大相對誤差不超過10%。

3、在不確定性分析方面，驗明了研究對象在其設(shè)計與一定擾動條件下，多物理場耦合會使系統(tǒng)安全裕量一定程度減小，與設(shè)計值產(chǎn)生一定偏差；但沒有放大不確定性，對于系統(tǒng)影響較為可控。