本發(fā)明屬于能源與動(dòng)力工程和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域，涉及一種蒸汽射流壓力振蕩主頻預(yù)測(cè)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、蒸汽浸沒(méi)射流在核能工程中廣泛存在，如核反應(yīng)堆安全泄壓系統(tǒng)中的蒸汽射流凝結(jié)過(guò)程。這一過(guò)程伴隨著復(fù)雜的相界面波動(dòng)和流場(chǎng)壓力振蕩,可能導(dǎo)致設(shè)備共振，影響系統(tǒng)安全性和可靠性。

2、蒸汽射流在過(guò)冷水中直接接觸凝結(jié)的現(xiàn)象廣泛存在于能源化工等動(dòng)力系統(tǒng)和設(shè)備的應(yīng)用中。蒸汽射流這一過(guò)程具有高效的換熱性能，但同時(shí)也常伴隨凝結(jié)壓力振蕩現(xiàn)象，可能產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，影響系統(tǒng)安全性和可靠性。

3、在核能發(fā)電領(lǐng)域，非能動(dòng)堆芯應(yīng)急冷卻系統(tǒng)是先進(jìn)核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵組成部分。例如壓水堆的堆芯應(yīng)急冷卻泄壓系統(tǒng)和熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆的真空容器壓力抑制系統(tǒng)都涉及蒸汽浸沒(méi)射流凝結(jié)過(guò)程。在火力發(fā)電系統(tǒng)中的供熱和余熱回收領(lǐng)域，采用可調(diào)式蒸汽噴射器和低溫乏汽回收裝置等設(shè)備，通過(guò)蒸汽與過(guò)冷水的直接接觸凝結(jié)過(guò)程，可實(shí)現(xiàn)熱電解耦、供熱能力提升和低品位余熱的回收利用。蒸汽射流凝結(jié)這一過(guò)程伴隨著復(fù)雜的相界面波動(dòng)和流場(chǎng)壓力振蕩，可能導(dǎo)致設(shè)備共振，影響系統(tǒng)安全性和可靠性。因此準(zhǔn)確預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩主頻對(duì)設(shè)備設(shè)計(jì)和安全運(yùn)行至關(guān)重要。

4、目前，獲取蒸汽射流凝結(jié)過(guò)程壓力振蕩主頻及幅值大小主要依靠試驗(yàn)測(cè)量和數(shù)值模擬計(jì)算。其中試驗(yàn)測(cè)量的成本高，同時(shí)難以獲取內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)據(jù)。cfd模擬計(jì)算可以獲取較為全面的流場(chǎng)數(shù)據(jù)和壓力信息，為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)模擬，計(jì)算網(wǎng)格模型較大，時(shí)間步長(zhǎng)小，大規(guī)模參數(shù)化研究的計(jì)算周期較長(zhǎng)，壓力振蕩特性難以實(shí)時(shí)獲取。

5、因此，亟需開發(fā)一種能夠快速、準(zhǔn)確預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩主頻的方法，以支持相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化和安全評(píng)估。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種蒸汽射流壓力振蕩主頻預(yù)測(cè)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)，該方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)能夠快速、準(zhǔn)確預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩主頻。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明公開了一種蒸汽射流壓力振蕩主頻預(yù)測(cè)方法，包括：

3、獲取待預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩的參數(shù)信息；

4、將所述待預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩的參數(shù)信息輸入到訓(xùn)練后的多尺度殘差注意力網(wǎng)絡(luò)中，得到待預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩的第一主頻頻率f1、第二主頻頻率f2、第一主頻的幅值af1及第二主頻的幅值af2。

5、進(jìn)一步的，待預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩的參數(shù)信息包括但不限于：雷諾數(shù)re、雅可布數(shù)ja、韋伯?dāng)?shù)we、射流穿透無(wú)量綱長(zhǎng)度ls/d、射流膨脹無(wú)量綱長(zhǎng)度ds/d及壓力比pin/pout。

6、進(jìn)一步的，所述將所述待預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩的參數(shù)信息輸入到訓(xùn)練后的多尺度殘差注意力網(wǎng)絡(luò)中之前還包括：

7、基于cfd模型進(jìn)行參數(shù)模擬，根據(jù)模擬結(jié)果構(gòu)建樣本集；

8、構(gòu)建多尺度殘差注意力網(wǎng)絡(luò)；

9、利用所述樣本集訓(xùn)練所述多尺度殘差注意力網(wǎng)絡(luò)，得到訓(xùn)練后的多尺度殘差注意力網(wǎng)絡(luò)。

10、進(jìn)一步的，所述利用所述樣本集訓(xùn)練所述多尺度殘差注意力網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中的損失函數(shù)為：

11、loss＝mse+λ1*physics_constraint+λ2*l2_regularization

12、進(jìn)一步的，使用貝葉斯優(yōu)化算法，利用所述樣本集訓(xùn)練所述多尺度殘差注意力網(wǎng)絡(luò)。

13、本發(fā)明公開了一種蒸汽射流壓力振蕩主頻預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括：

14、獲取模塊，用于獲取待預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩的參數(shù)信息；

15、預(yù)測(cè)模塊，用于將所述待預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩的參數(shù)信息輸入到訓(xùn)練后的多尺度殘差注意力網(wǎng)絡(luò)中，得到待預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩的第一主頻頻率f1、第二主頻頻率f2、第一主頻的幅值af1及第二主頻的幅值af2。

16、進(jìn)一步的，待預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩的參數(shù)信息包括但不限于：雷諾數(shù)re、雅可布數(shù)ja、韋伯?dāng)?shù)we、射流穿透無(wú)量綱長(zhǎng)度ls/d、射流膨脹無(wú)量綱長(zhǎng)度ds/d及壓力比pin/pout。

17、進(jìn)一步的，包括：

18、模擬模塊，用于基于cfd模型進(jìn)行參數(shù)模擬，根據(jù)模擬結(jié)果構(gòu)建樣本集；

19、構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建多尺度殘差注意力網(wǎng)絡(luò)；

20、訓(xùn)練模塊，用于利用所述樣本集訓(xùn)練所述多尺度殘差注意力網(wǎng)絡(luò)，得到訓(xùn)練后的多尺度殘差注意力網(wǎng)絡(luò)。

21、本發(fā)明公開了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)所述蒸汽射流壓力振蕩主頻預(yù)測(cè)方法的步驟。

22、本發(fā)明公開了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述蒸汽射流壓力振蕩主頻預(yù)測(cè)方法的步驟。

23、本發(fā)明具有以下有益效果：

24、本發(fā)明所述的蒸汽射流壓力振蕩主頻預(yù)測(cè)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)在具體操作時(shí)，將所述待預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩的參數(shù)信息輸入到訓(xùn)練后的多尺度殘差注意力網(wǎng)絡(luò)中，得到待預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩的第一主頻頻率f1、第二主頻頻率f2、第一主頻的幅值af1及第二主頻的幅值af2，操作簡(jiǎn)單，方便，預(yù)測(cè)速度較快，并且準(zhǔn)確性較高。

技術(shù)特征：

1.一種蒸汽射流壓力振蕩主頻預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽射流壓力振蕩主頻預(yù)測(cè)方法，其特征在于，待預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩的參數(shù)信息包括但不限于：雷諾數(shù)re、雅可布數(shù)ja、韋伯?dāng)?shù)we、射流穿透無(wú)量綱長(zhǎng)度ls/d、射流膨脹無(wú)量綱長(zhǎng)度ds/d及壓力比pin/pout。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽射流壓力振蕩主頻預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述將所述待預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩的參數(shù)信息輸入到訓(xùn)練后的多尺度殘差注意力網(wǎng)絡(luò)中之前還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蒸汽射流壓力振蕩主頻預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述利用所述樣本集訓(xùn)練所述多尺度殘差注意力網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中的損失函數(shù)為：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蒸汽射流壓力振蕩主頻預(yù)測(cè)方法，其特征在于，使用貝葉斯優(yōu)化算法，利用所述樣本集訓(xùn)練所述多尺度殘差注意力網(wǎng)絡(luò)。

6.一種蒸汽射流壓力振蕩主頻預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蒸汽射流壓力振蕩主頻預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，待預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩的參數(shù)信息包括但不限于：雷諾數(shù)re、雅可布數(shù)ja、韋伯?dāng)?shù)we、射流穿透無(wú)量綱長(zhǎng)度ls/d、射流膨脹無(wú)量綱長(zhǎng)度ds/d及壓力比pin/pout。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蒸汽射流壓力振蕩主頻預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述蒸汽射流壓力振蕩主頻預(yù)測(cè)方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述蒸汽射流壓力振蕩主頻預(yù)測(cè)方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種蒸汽射流壓力振蕩主頻預(yù)測(cè)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)，包括：獲取待預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩的參數(shù)信息；將所述待預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩的參數(shù)信息輸入到訓(xùn)練后的多尺度殘差注意力網(wǎng)絡(luò)中，得到待預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩的第一主頻頻率f<subgt;1</subgt;、第二主頻頻率f<subgt;2</subgt;、第一主頻的幅值A(chǔ)<subgt;f</subgt;?<subgt;1</subgt;及第二主頻的幅值A(chǔ)<subgt;f2</subgt;，該方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)能夠快速、準(zhǔn)確預(yù)測(cè)蒸汽射流壓力振蕩主頻。

技術(shù)研發(fā)人員：宋士林,劉璽璞,劉逸蕓,蒙毅,王帥,趙越
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安西熱鍋爐環(huán)保工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28