面向数字孪生应用的核电主泵电缆多物理场降阶模型构建方法研究

石岩; 刘伟; 吴东方; 陈子萌; 雷成; 李洪伟; 汤炜; 许列琦

doi:10.20190/j.cnki.02580918.202505014

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面向数字孪生应用的核电主泵电缆多物理场降阶模型构建方法研究

核电厂 | 更新时间：2025-11-28

- 面向数字孪生应用的核电主泵电缆多物理场降阶模型构建方法研究
- 面向数字孪生应用的核电主泵电缆多物理场降阶模型构建方法研究
- 核科学与工程 2025年45卷第5期页码：951-959
- 作者机构：
  
  1. 江苏核电有限公司
  2. 中核武汉核电运行技术股份有限公司
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20190/j.cnki.02580918.202505014
  中图分类号： TM623;TP399
- 纸质出版：2025
- 稿件说明：
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石岩, 刘伟, 吴东方, 等. 面向数字孪生应用的核电主泵电缆多物理场降阶模型构建方法研究[J]. 核科学与工程, 2025,45(5):951-959.

石岩, 刘伟, 吴东方, et al. 面向数字孪生应用的核电主泵电缆多物理场降阶模型构建方法研究[J]. 2025, 45(5): 951-959.
石岩, 刘伟, 吴东方, 等. 面向数字孪生应用的核电主泵电缆多物理场降阶模型构建方法研究[J]. 核科学与工程, 2025,45(5):951-959. DOI： 10.20190/j.cnki.02580918.202505014.

石岩, 刘伟, 吴东方, et al. 面向数字孪生应用的核电主泵电缆多物理场降阶模型构建方法研究[J]. 2025, 45(5): 951-959. DOI： 10.20190/j.cnki.02580918.202505014.

摘要

为实现对服役状态下核电主泵电缆内部温升和热应力分布的快速计算以便满足数字孪生计算实时性与准确性的要求，基于降阶模型(ROM)技术构建了三芯主泵电缆的多物理场快速计算模型。对现场主泵电缆运行电流和环境温度两种变量进行拉丁超立方抽样(LHS)来获取设计点，构建了ROM的试验设计(DOE)的输入矩阵并进行有限元求解获取温升和热应力的输出结果。将试验设计获取的温度场和应力场通过奇异值分解(SVD)进行模型降维，得到满足求解精度的模型阶数，进而生成满足试验设计范围内任意载荷和环境温度下的主泵电缆ROM。结果表明：三芯电缆温度、热应力降阶的阶数为4阶。相较于常规有限元计算，采用ROM计算的温度误差小于0.5%

热应力误差小于15%

计算速度提高了到秒级别，能够实现现场主泵电缆发热温升和热应力分布的快速计算。为现场核电主泵电缆的数字孪生(DT)模型构建和应用提供了一种快速有效的仿真引擎。

Abstract

关键词

Keywords

references

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