中国水利水电科学研究院王博涵获国家专利权
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龙图腾网获悉中国水利水电科学研究院申请的专利一种滨海核电厂取水卷吸风险时空谱的计算方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120851594B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510915865.9,技术领域涉及:G06Q10/0635;该发明授权一种滨海核电厂取水卷吸风险时空谱的计算方法是由王博涵;曾利;秦晓;陈小莉;张海文;韩瑞;赵懿珺;纪平;伍梓;刘彦;梁洪华;张强;刘赞强设计研发完成,并于2025-07-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种滨海核电厂取水卷吸风险时空谱的计算方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种滨海核电厂取水卷吸风险时空谱的计算方法,包括,建立大范围海域二维水动力数学模型;水动力模型验证;二维水动力潮流反向处理;识别卷吸影响区;在影响区内布设持续投放粒子的源点位;在正向流场中模拟粒子随潮输运轨迹;确定所有进入取水设施粒子的释放时段和释放点位;计算取水卷吸风险概率时空谱;根据外海监测数据快速确定卷吸过程曲线。本发明以预测期内粒子轨迹最大包络线为卷吸最大影响区;在区内布设粒子源,模拟各源点位粒子轨迹,按时间间隔构建投放点位‑投放时段‑卷吸时段一一对应的卷吸风险时空谱;对任意外海潜在致灾物团,可查谱实时预测其对取水的影响过程,为滨海核电厂取水安全防护及运维提供依据。
本发明授权一种滨海核电厂取水卷吸风险时空谱的计算方法在权利要求书中公布了:1.一种滨海核电厂取水卷吸风险时空谱的计算方法,所述方法的步骤如下: 步骤1,建立大范围海域二维水动力数学模型:根据电厂取排水工程所在海域的位置、岸线及水下地形等条件确定模型范围,建立适用于工程海区流场模拟计算的大范围二维海域水动力数学模型,并模拟一定时长T,T等于卷吸风险时空谱的预期计算时长;在笛卡尔坐标系下,二维水动力模型控制方程如下: 连续方程为: 运动方程为: x方向: y方向: 式中:t为时间;x,y为笛卡尔坐标系中的两个水平方向坐标;η为水位;d为静水深;h=d+η为总水深;和为x和y方向的水深平均速度:z是笛卡尔坐标系中的垂向方向坐标;为柯氏力参数,Ω为旋转角速度,为地理纬度;g为重力加速度;ρ为水的密度,ρ0为参考水密度;pa为大气压力;分别是x方向、y方向的法向粘性应力和剪切粘性应力,A为涡粘性系数;和分别是x方向和y方向底床摩擦力,cf为阻力系数;和分别是x方向和y方向水面风应力,ρa为空气密度,cd为空气阻力系数,uw和vw分别是水面上空10m处的x方向和y方向风速;S为源汇项; 步骤2,水动力模型验证:通过对工程海区潮位、流速和流向的实测值与计算值比较,进行水动力模型验证,确保模型的可靠性; 步骤3,二维水动力潮流反向处理:应用验证后的水动力模型模拟工程海区流场,将得到的流场进行时间逆序、流向反向的处理,具体如下: Drevx,y,t=Dx,y,T-t 上式中:t为时间;T为模拟计算总时长;分别为反向流场中x方向和y方向的水深平均速度;D和Drev分别是正向和反向流场中的湍流扩散系数; 步骤4,识别卷吸影响区:在反向流场中采用示踪粒子的方法,在取水设施内持续投放粒子,模拟粒子在反向流场中的随潮迁移轨迹,根据粒子从起始点到终止点的轨迹,结合岸线,勾勒出包含所有轨迹的总包络线,将包络线所形成的封闭区域作为卷吸影响区;反向流场中粒子运动轨迹的控制方程如下: 式中:为逆向流场t时刻粒子位置,是粒子随机扩散的强度,Wx和Wy是相互独立且满足标准正态分布的随机数; 其特征在于: 步骤5,在影响区内布设持续投放粒子的源点位:在卷吸影响区内,在x和y方向上以一定间距H布置持续投放粒子的源点位,共计Ns个源点位,每个源点位每分钟投放nm个粒子,投放期涵盖整个卷吸风险时空谱的预期计算时长,同时对粒子按源点位和投放顺序编号以分辨粒子投放时间和点位信息,记投放源点位编号为si,i=1,2…Ns,源si在第M分钟投放的粒子编号区间为[M-1×nm+1,M×nm]; 步骤6,在正向流场中模拟粒子随潮输运轨迹:在正向流场中采用示踪粒子的方法,在影响区内布设源点位持续投放粒子,模拟粒子在正向流场中的随潮迁移轨迹,正向流场中粒子运动轨迹的控制方程如下: 上式中:xp,yp为正向流场t时刻粒子位置,是粒子随机扩散的强度,Wx和Wy是相互独立且满足标准正态分布的随机数;统计进入取水设施的粒子编号和首次出现时间,记为j,tj,其中j为进入取水设施的粒子编号,tj为首次出现时间; 步骤7,确定所有进入取水设施粒子的释放时段和释放点位:针对所有进入明渠的粒子j,tj,采用以下公式计算其释放点位编号sj、释放分钟编号rj、释放时段编号hj和卷吸时段编号e =j-1modN×n+1 =j-1∣N×n+1 =r-1∣60+1 =tmod3600+1; 步骤8,计算取水卷吸风险概率时空谱:对模拟时长以一小时为间隔进行等间距划分,首先遍历所有释放时段,在给定的释放时段下,再遍历所有的卷吸时段,针对所有的释放时段-卷吸时段组合,统计在该组合下,各个源点位释放的粒子中进入取水设施的粒子数ns,h,e,计算卷吸影响区内的风险概率密度分布,通过如下公式计算: 其中Ps,h,e表示第s个源点位,第h时段内释放的粒子,在第e时段内被取水设施卷吸的概率,P即取水卷吸风险概率时空谱; 步骤9,根据外海监测数据快速确定卷吸过程曲线:确定到达取水设施的逐时卷吸量和累积卷吸量过程曲线。
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