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基于机器学习的超临界水传热恶化判定研究

马栋梁 周涛 黄彦平

马栋梁, 周涛, 黄彦平. 基于机器学习的超临界水传热恶化判定研究[J]. 核动力工程, 2021, 42(4): 91-95. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0091
引用本文: 马栋梁, 周涛, 黄彦平. 基于机器学习的超临界水传热恶化判定研究[J]. 核动力工程, 2021, 42(4): 91-95. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0091
Ma Dongliang, Zhou Tao, Huang Yanping. Research on Judgment of Supercritical Water Heat Transfer Deterioration Based on Machine Learning[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(4): 91-95. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0091
Citation: Ma Dongliang, Zhou Tao, Huang Yanping. Research on Judgment of Supercritical Water Heat Transfer Deterioration Based on Machine Learning[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(4): 91-95. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0091

基于机器学习的超临界水传热恶化判定研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0091
基金项目: “河北省科技型企业发展评价监测平台”专项课题(KJQY202003);东南大学学科振兴计划和教师启动基金(1103007005-2020);北京市自然科学基金(3172032)
详细信息
    作者简介:

    马栋梁(1982—),男,博士研究生,主要从事核能科学与工程及相关数据挖掘分析研究工作,E-mail: madongliang168@163.com

  • 中图分类号: TP391; TL331

Research on Judgment of Supercritical Water Heat Transfer Deterioration Based on Machine Learning

  • 摘要: 为了进一步提高超临界水堆的安全稳定性,避免超临界水传热恶化的发生,在已有的超临界水传热实验数据基础之上,利用几种主要的机器学习算法,对超临界水的实验参数状态点是否发生了传热恶化进行分类判断和预测精度分析。研究表明:随机森林算法对于测试数据的平均预测精度最高,达到了97.8%左右;K近邻(KNN)分类算法的平均预测精度最低,但是也达到了90%以上。同时对各种不同的影响参数对传热恶化的选取重要度的分析可知,与传热恶化判定关系最重要的参数是比焓,其次为传热系数;与传热恶化重要度选择关系最小的是管径。

     

  • 图  1  KNN算法精度结果

    Figure  1.  K-Neighbor Algorithm Accuracy Score

    图  2  决策树算法精度结果

    Figure  2.  Decision Tree Algorithm Accuracy Score

    图  3  随机森林算法精度结果

    Figure  3.  Random Forest Algorithm Accuracy Score

    图  4  支持向量机算法精度结果

    Figure  4.  SVM Algorithm Accuracy Score

    图  5  不同算法的精度对比

    Figure  5.  Comparison of Accuracy under Different Algorithms

    图  6  不同参数的重要度

    Figure  6.  Importance of Different Parameters

    表  1  超临界水实验数据参数范围

    Table  1.   Parameter Range of Supercritical Water Experimental Data

    名称 比焓/(kJ·kg−1) 管径/mm 流量/(kg·m−2·s−1) 热流密度/(kW·m−2) 压力/MPa 换热系数/(kW·m−2·K−1)
    最大值 3162.846 38.1 3000 2960 31 171.0758
    最小值 451.3 0.7 203 166 22.5 1.0443
    平均值 1996.529 11.83538 1000.091 567.3809 24.56971 16.90726
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-06-16
  • 修回日期:  2021-04-25
  • 刊出日期:  2021-08-15

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