輻射屏蔽設(shè)計是核工程設(shè)計中的重要組成部分之一。設(shè)計中除了需要考慮最關(guān)鍵的輻射屏蔽,還要考慮多個設(shè)計目標(biāo)進行優(yōu)化設(shè)計。尤其對特種核動力裝置,如艦艇用核動力反應(yīng)堆、航空航天用空間反應(yīng)堆、浮動核電站等,還需要考慮輻射屏蔽系統(tǒng)的體積、重量等設(shè)計指標(biāo)。因此,輻射屏蔽設(shè)計是一個典型的多目標(biāo)優(yōu)化問題。傳統(tǒng)輻射屏蔽設(shè)計方法通常基于手工迭代加經(jīng)驗判斷開展反應(yīng)堆輻射屏蔽優(yōu)化設(shè)計,導(dǎo)致最終輻射屏蔽方案非最優(yōu)化、不確定性因素多、設(shè)計周期長等問題。本文針對中子屏蔽多目標(biāo)優(yōu)化問題,開展了基于遺傳算法的中子屏蔽優(yōu)化策略研究,實現(xiàn)了基于歸一化遺傳算法和基于非支配排序的非歸一化遺傳算法中子屏蔽多目標(biāo)優(yōu)化策略。同時,基于歸一化和非歸一化優(yōu)化策略,結(jié)合輻射屏蔽計算理論,開發(fā)了基于遺傳算法的中子屏蔽優(yōu)化程序。以美國商用破冰船薩瓦拉反應(yīng)堆屏蔽裝置作為數(shù)值基準(zhǔn)題,對本文中子屏蔽優(yōu)化策略及程序開展了數(shù)值驗證,并對非歸一化遺傳算法優(yōu)化策略與歸一化遺傳算法優(yōu)化策略進行了對比分析。數(shù)值驗證結(jié)果表明,基于本文中子屏蔽優(yōu)化策略及程序?qū)崿F(xiàn)了對數(shù)值基準(zhǔn)題屏蔽層幾何結(jié)構(gòu)及屏蔽層材料的優(yōu)化,證明了本文基于遺傳算法的屏蔽優(yōu)化策略在中子屏蔽優(yōu)化問題應(yīng)用上的可行性和有效性。
【學(xué)位單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP18;TL328
【部分圖文】：

圖 5-3 歸一化權(quán)重方案 1 收斂圖數(shù)據(jù)表 5-6 和圖 5-3 可知，歸一化中子屏蔽優(yōu)化方法是收斂的，初算法設(shè)計的正確性，可以看出，由于劑量權(quán)重因子 CR為 1，另外為 0，最終得到的 F 值接近于 0，這是由于劑量值的是跨量級的波量值最終為 5.42E-21 較初始值 7.58E-17 小約 104倍。最終方案的比初始方案要小，而重量卻比初始方案要大，這是因為重量和體積為 0。在不計重量和體積的情況下只優(yōu)化劑量，最終得到了劑量和而重量不滿足優(yōu)化結(jié)果。

圖 5-3 歸一化權(quán)重方案 1 收斂圖數(shù)據(jù)表 5-6 和圖 5-3 可知，歸一化中子屏蔽優(yōu)化方法是收斂的，初算法設(shè)計的正確性，可以看出，由于劑量權(quán)重因子 CR為 1，另外為 0，最終得到的 F 值接近于 0，這是由于劑量值的是跨量級的波量值最終為 5.42E-21 較初始值 7.58E-17 小約 104倍。最終方案的比初始方案要小，而重量卻比初始方案要大，這是因為重量和體積為 0。在不計重量和體積的情況下只優(yōu)化劑量，最終得到了劑量和而重量不滿足優(yōu)化結(jié)果。

歸一化權(quán)重方案1與原始方案對比
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本文編號：2885762