全球核能科技前沿综述

 讨论了核能前沿科技领域所取得的科技研究与重要工程项目进展，重点介绍了核电建设与发展、小型模块堆技术、聚变反应堆、空间动力堆、事故容错燃料，数值反应堆等方面的研究及开发进展。在海、陆、空均有良好应用前景的小型反应堆，将在传统商用核电以外开辟核能利用的新天地。而先进燃料设计、高精度数值模拟等技术则是未来核能安全保障的重要发展方向。随着技术的进一步革新和技术路线的多样化，呈多元化发展态势的核能预期仍将在全球能源结构中占据重要地位。     

超启发式DE算法求解零等待发酵工艺调度

为解决具备间歇过程特点的零等待发酵工艺调度过程中易变质的难点,提出了一种超启发式差分算法,并将最小化最大完工时间设置为优化目标。此算法分为2层,高层为改进的自适应差分进化算法,来对低层的启发式操作进行选择排序。而低层组合排序成了新的算法对问题域进行操作,加入模拟退火算法避免陷入局部最优。所提出的方法具有学习的机制,对不同问题具有较强的泛化能力。通过测试算例和实际生产进行算法的比较和求解验证了此算法的有效性,结果表明所提出的算法比传统的启发式算法性能更优。     

带搬运时间的批量生产制造系统生产作业计划方法

为给考虑搬运时间的批量生产制造系统中的同类型工件制定生产作业计划,对批量工件的加工与搬运时间、搬运车辆调度和工件移动方式决策等问题进行深入研究.构建同类型批量工件在不同移动方式中的加工与搬运时间模型并设计相应的计算流程图.建立基于生产周期和搬运车辆总投入数量两个决策目标的工件移动方式决策模型.研究结果表明:本研究可有效选择工件移动方式,可为考虑搬运时间的同类型批量工件制定精确的生产作业计划,并可对搬运车辆进行合理调度.     

丙酸盐对厌氧氨氧化除氮性能及群落结构的影响

为了探究有机碳对厌氧氨氧化的长期影响, 向厌氧氨氧化膜生物反应器中添加不同浓度的丙酸钠, 研究对反应器的除氮效能以及微生物的种群结构和功能变化。结果表明: 反应器主要的脱氮过程由CandidatusBrocadia完成, 当丙酸钠浓度为100 mg/L时, 反应器中由于异养细菌的生长, 可实现碳氮的同步去除, 平均总氮去除率可达91.9%。当丙酸钠浓度为200 mg/L 时, 对Candidatus Brocadia的抑制作用导致反应器除氮性能下降, Candidatus Brocadia的丰度降至41.2%, 总氮去除率降至 78.8%。在有机碳抑制作用解除后, 反应器的除氮性能恢复为86.8%, Candidatus Brocadia丰度增加到54.0%, 但群落多样性下降, 属水平的微生物组成有较大的改变。     

稀土氯化物喷雾热解装置雾化效果的物理模拟

稀土氯化物雾化热解是稀土氧化物制备新工艺,但目前喷雾热解装备雾化效果差,雾化后液滴粒径分布不均匀.本文自行设计了文丘里管喷雾热解反应器,将粒子图像测速技术与MATLAB图像处理技术相结合,研究了气体流量、文丘里管和引流管几何尺寸等因素对雾化效果的影响.结果表明:文丘里管扩散段中较强的回流作用会加剧气液相间的混合碰撞,进一步破碎液滴;而过多的液相携带量容易导致雾滴密度变大,增大了液滴在运动过程中的碰撞几率,致使雾滴尺寸变大.文丘里管反应器适宜的几何尺寸和操作条件为:内径100mm,喉口内径10mm,引流管内径5mm,气相流量20.5m³/h.     

热解产物MgO颗粒形貌对收率的影响

热解工艺制备的MgO颗粒形貌各异,粒径分布不均.传统的数值模拟过程假设产物为同粒径的标准球形颗粒,与实验结果存在一定的误差.因此, 以射流热解制备MgO过程为研究对象,引入伸缩因子等参数,研究了几种特殊的非规则MgO颗粒在射流热解反应器出口的分布,对比标准球形颗粒的分布结果进行讨论.结果表明:收缩因子α、丰满指数k及放缩径比β共同作用影响着MgO的收率.当α=-0.25,k=1,β=1时,MgO的收率较高,为96.88%;当α=0.25,k=2,β=1.5时,MgO的收率较低,为80.39%.     

基于自适应动态时间规整(DTW)的GA-FCM多阶段间歇过程故障诊断

多时段是间歇过程的固有特征,对间歇过程划分阶段可以提高故障诊断的精度。采用模糊C-均值聚类（FCM）算法划分阶段存在对初始聚类中心敏感、易于陷入局部极优值的问题。提出遗传算法与FCM算法相结合的方法（GA-FCM）,用于克服FCM易于陷入局部极优值的问题,以达到全局最优。同时,针对间歇过程数据不等长问题,提出自适应动态时间规整（DTW）算法。随后,用GA-FCM方法完成阶段划分,再建立多向核主元分析（MKPCA）模型完成故障检测。最后将此算法应用于青霉素发酵过程,仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于模糊数学的安全多播批量密钥更新方法

提出一种基于模糊数学的批量密钥更新方法,当时钟间隔到来时,综合考虑成员变动数量、成员变动率及时间间隔等各种因素以确定是否更新。仿真试验表明,该方法相对于固定间隔密钥更新方法在密钥更新性能上有所提高,而且具有更好的灵活性,能适应各种多播应用的需求。     

基于APDL的大规模多物理场间接耦合批处理程序开发

在大规模多物理场间接耦合分析时,求解和后处理流程复杂,批处理命令流编写十分困难。针对这一情况,使用APDL和联合二次开发应用程序可以高效地扩充ANSYS批处理功能。文中提出一种APDL语言和联合开发方法,并设计开发一套大规模多物理场间接耦合批处理程序,用以提高ANSYS批量计算、结果提取和统计的效率,将APDL语言脚本"胶着"特性与强类型语言规范性融合,充分利用APDL二次开发工具和的MFC平台开发程序,更加灵活地控制ANSYS分析流程、数据提取和数据管理,从而提高大规模多物理场间接耦合分析效率。通过300t钢水罐罐壁热-应力间接耦合分析实例验证了所开发的批处理程序的可靠性和高效性。     

大亚湾与江门中微子实验

中微子物理是粒子物理中最活跃的分支之一,存在众多未解之谜,可能成为超出标准模型的新物理的突破口.本文总结了中微子物理的现状和主要的科学问题,着重介绍了我国正在进行的大亚湾中微子实验和建造中的江门中微子实验.通过研究反应堆中微子,2012年大亚湾实验发现新的中微子振荡,测得了中微子混合角13.本文介绍了大亚湾实验的物理背景和项目背景,简述了实验方法和设计思想,并描述了探测器设计和建造.许多新的想法和技术创新在探测器设计与建造中采用,使探测器相关的相对误差仅为0.2%.在未来几十年内,大亚湾将保持对这一基本参数的最高测量精度.江门中微子实验2008年提出建议,2013年正式启动.通过在53 km处探测反应堆中微子振荡,它将能确定中微子质量顺序,并精确测量3个中微子混合参数.采用一个设计能量精度为3%的2×104 t液体闪烁体探测器,江门实验在研究超新星中微子、太阳中微子、地球中微子、大气中微子、以及奇异现象寻找方面也极具吸引力.它将对多个物理目标进行国际领先水平的研究.文中我们介绍了实验设计和研发的进展.除了大亚湾和江门实验,我们也参与了无中微子双贝塔衰变实验EXO,设计了一个新式的加速器中微子束流线,进一步扩展了中微子研究.