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基于NAS优化的PINNs高效求解中子物理方程

俞蔡阳 江勇 陈奇隆 刘东 吕建成

俞蔡阳, 江勇, 陈奇隆, 刘东, 吕建成. 基于NAS优化的PINNs高效求解中子物理方程[J]. 核动力工程. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.090041
引用本文: 俞蔡阳, 江勇, 陈奇隆, 刘东, 吕建成. 基于NAS优化的PINNs高效求解中子物理方程[J]. 核动力工程. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.090041
Enhancing Nuclear Energy Efficiency through NAS-Optimized PINNs for Neutron Physics Equations[J]. Nuclear Power Engineering. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.090041
Citation: Enhancing Nuclear Energy Efficiency through NAS-Optimized PINNs for Neutron Physics Equations[J]. Nuclear Power Engineering. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.090041

基于NAS优化的PINNs高效求解中子物理方程

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.090041
基金项目: 核动力院—川大联合创新基金

Enhancing Nuclear Energy Efficiency through NAS-Optimized PINNs for Neutron Physics Equations

Funds: Nuclear Power Institute Sichuan University Joint Innovation Fund
  • 摘要: 核反应堆对于核能的生产及供应至关重要,其堆芯设计可以建模成中子扩散和输运方程。因此,快速且精确地求解这两类方程可以有效控制核反应堆,以确保其安全性和稳定性。近年来,物理信息神经网络(PINN)的出现显著提升了偏微分方程计算的速度和效率。然而,由于PINN的预定义结构不够灵活,在一定程度上限制了其在实际应用中的广度和深度。本研究提出了一种寻找最佳PINN结构的创新方法,利用神经网络架构搜索(NAS)策略,动态地选择最适合于求解核反应堆中子扩散和输运方程的PINN模型。具体而言,我们首先引入微分变换阶理论,便于将输运方程中的积分项转换为高阶微分项以适应于PINN模型。其次,我们在NAS中使用遗传算法作为优化策略,寻找最适合求解反应堆方程的PINN模型。验算结果证明,该方法在求解不同维度的反应堆方程中具有更高的精度,为复杂的中子方程提供了更加准确、高效的求解方案。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2024-09-14
  • 修回日期:  2024-10-23
  • 网络出版日期:  2025-01-15

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