隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的飛速發(fā)展,分布式協(xié)同仿真作為當(dāng)前仿真技術(shù)的重點(diǎn)研究領(lǐng)域之一。本文在對(duì)核動(dòng)力系統(tǒng)仿真技術(shù)需求和分布式平臺(tái)技術(shù)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上,參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的研究背景,并結(jié)合核動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),采用模塊化建模以及分布式平臺(tái)技術(shù)開(kāi)發(fā)了面向核動(dòng)力系統(tǒng)的分布式協(xié)同仿真平臺(tái)。本文構(gòu)建的仿真平臺(tái)主要由圖形界面、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、設(shè)備模塊建模、數(shù)據(jù)運(yùn)算主程序、分布式技術(shù)架構(gòu)等部分組成。首先,采用基于JSON數(shù)據(jù)格式實(shí)現(xiàn)前端仿真系統(tǒng)圖組態(tài)信息的存儲(chǔ),并通過(guò)Javabean的方式完成組態(tài)數(shù)據(jù)的識(shí)別。然后,根據(jù)模塊化建模的思想,以系統(tǒng)中的設(shè)備為最小單位進(jìn)行劃分,采用Java的跨平臺(tái)編程語(yǔ)言,建立了核動(dòng)力系統(tǒng)的仿真模型框架。在仿真運(yùn)算主程序中,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取與賦值、流體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析,從而完成核動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的求解。之后,通過(guò)搭建Hadoop的分布式平臺(tái),解決仿真數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ),并預(yù)留了對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析功能。最終,整個(gè)系統(tǒng)項(xiàng)目的構(gòu)建依托于RPC遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用方案以及消息隊(duì)列機(jī)制,從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間、功能間的協(xié)同工作能力。本文在已建立的仿真平臺(tái)中,對(duì)核動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行建模功能、單元模塊、系統(tǒng)變負(fù)荷狀態(tài)下... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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圖1-1分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的基本架構(gòu)

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文101.反應(yīng)堆2.穩(wěn)壓器3.蒸汽發(fā)生器4.閥門(mén)5.核主泵6.汽輪機(jī)7.發(fā)電機(jī)8.凝汽器9.核動(dòng)力推進(jìn)裝置圖2-1核動(dòng)力系統(tǒng)流程圖如圖所示2-1，核動(dòng)力裝置是以多反應(yīng)堆為核心，由一、二回路共同組成并協(xié)調(diào)工作的循環(huán)體系。一個(gè)反應(yīng)堆裝備兩臺(tái)蒸汽發(fā)生器，一臺(tái)蒸汽發(fā)生器為環(huán)路單元，配置成如圖雙汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)，有若干安全汽門(mén)和調(diào)節(jié)汽門(mén)組成主蒸汽系統(tǒng)，一個(gè)主汽輪機(jī)作為推進(jìn)動(dòng)力，另有一個(gè)相當(dāng)?shù)钠啺l(fā)電機(jī)組提供電力，這個(gè)體系實(shí)現(xiàn)著核能-熱能-機(jī)械能-電能的連續(xù)轉(zhuǎn)換過(guò)程[46]。一回路系統(tǒng)包括反應(yīng)堆、蒸汽發(fā)生器、核主泵、穩(wěn)壓器以及管道、閥門(mén)等設(shè)備。核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)經(jīng)歷鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)，向主冷卻劑釋放出大量熱量，同時(shí)主循環(huán)泵將冷卻劑輸送至蒸汽發(fā)生器，冷卻劑中的熱量釋放給了二回路的給水后，再次有核主泵送回至反應(yīng)堆。二回路的給水吸收了一回路的熱量后蒸發(fā)，兩股主蒸汽在兩個(gè)汽輪機(jī)做功后，排汽進(jìn)入凝汽器真空放熱凝結(jié)成冷凝水，再通過(guò)若干凝水泵和給水泵，提升壓力，然后進(jìn)入蒸汽發(fā)生器吸熱，如此循環(huán)工作。二回路系統(tǒng)還包括減速齒輪箱、螺旋槳、軸承系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和電氣系統(tǒng)等等。需對(duì)設(shè)備特性、設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行工況進(jìn)行深入研究，將合理的配置和參數(shù)設(shè)定或確定下來(lái)，代入數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，對(duì)得到的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行合理性認(rèn)證。這樣才能得到廣泛適用的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)后續(xù)的設(shè)計(jì)工況仿真提供理論依據(jù)。2.2.2平臺(tái)結(jié)構(gòu)說(shuō)明本核動(dòng)力仿真平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2-2所示，總體由核動(dòng)力系統(tǒng)仿真平臺(tái)、運(yùn)行環(huán)境以及系統(tǒng)建模環(huán)境三部分組成。從仿真系統(tǒng)架構(gòu)圖中可以看出，建模環(huán)境中包括了運(yùn)行主程序、拓?fù)浞治瞿K、設(shè)備模塊庫(kù)、文件管理系統(tǒng)等；其中，設(shè)備模塊庫(kù)中包含了閥門(mén)、泵、換熱器、汽輪機(jī)、凝汽器等設(shè)?

第二章核動(dòng)力仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)方案11圖2-2仿真系統(tǒng)架構(gòu)任何軟件工具的開(kāi)發(fā)都需要遵循合理的生產(chǎn)流程，為了能夠順利完成核動(dòng)力系統(tǒng)仿真平臺(tái)的開(kāi)發(fā)工作，需要針對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行功能的實(shí)現(xiàn)：（1）擁有簡(jiǎn)潔、人性化的交互界面設(shè)計(jì)，通過(guò)圖形界面來(lái)充當(dāng)具體功能實(shí)現(xiàn)作用，更大程度封裝了底層的程序內(nèi)容，增強(qiáng)了使用便利性，減少學(xué)習(xí)成本；（2）模塊化的建模方式，根據(jù)核動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行劃分，從而能夠以設(shè)備模塊、節(jié)點(diǎn)模塊的方式快速建模，增加了設(shè)備獨(dú)立性，有利于系統(tǒng)后期的擴(kuò)展性和通用性；（3）數(shù)據(jù)的完整性和可讀性，通過(guò)選擇合理的數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)格式，使得運(yùn)行人員能夠根據(jù)文件信息快速理解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及設(shè)備參數(shù)；（4）能夠識(shí)別數(shù)據(jù)內(nèi)容，并對(duì)其進(jìn)行設(shè)備、流體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析。對(duì)于不同的核動(dòng)力子系統(tǒng)，均能夠進(jìn)行設(shè)備及連接模式識(shí)別，保證仿真系統(tǒng)的功能可行性；（5）核動(dòng)力系統(tǒng)仿真涉及的設(shè)備模型數(shù)量較多，系統(tǒng)維護(hù)的工作量龐大，往往涉及到不同人員的協(xié)同開(kāi)發(fā)工作，所以需要支持組態(tài)信息能以文件形式存儲(chǔ)，并且導(dǎo)出的文件能夠形成邏輯上的連接關(guān)系。（6）具有客戶端實(shí)時(shí)監(jiān)控畫(huà)面，作為仿真系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的信息呈現(xiàn)窗口，能夠?qū)Τ绦蜻\(yùn)行的數(shù)據(jù)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，降低人員的工作疲勞度；（7）實(shí)現(xiàn)仿真功能的分布式設(shè)計(jì)，以及系統(tǒng)的分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。分布式項(xiàng)目開(kāi)發(fā)對(duì)于各部門(mén)分工合作以及協(xié)同仿真具有重要意義，并且可以在系統(tǒng)安全角度提高可用性以及彈性拓展能力。分布式架構(gòu)與仿真業(yè)務(wù)的關(guān)系如圖2-3所示。圖2-3分布式架構(gòu)與仿真業(yè)務(wù)關(guān)系

【參考文獻(xiàn)】：
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