Báo cáo Khảo sát ảnh hưởng của mô hình hàm mục tiêu lên lời giải tối ưu và quá trình tìm kiếm lời giải của bài toán thay đảo nhiên liệu lò phản ứng hạt nhân bằng thuật toán di truyền (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Khảo sát ảnh hưởng của mô hình hàm mục tiêu lên lời giải tối ưu và quá trình tìm kiếm lời giải của bài toán thay đảo nhiên liệu lò phản ứng hạt nhân bằng thuật toán di truyền (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA MÔ HÌNH HÀM MỤC TIÊU LÊN LỜI GIẢI TỐI ƯU VÀ QUÁ TRÌNH TÌM KIẾM LỜI GIẢI S K C 0 0 0 2 8 1 CỦA BÀI TOÁN THAY ĐẢO NHIÊN LIỆU LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN BẰNG THUẬT TOÁN DI TRUYỀN MÃ SỐ: T2011 - 105 S K C 0 0 3 6 2 3 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2011
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA MÔ HÌNH HÀM MỤC TIÊU LÊN LỜI GIẢI TỐI ƢU VÀ QUÁ TRÌNH TÌM KIẾM LỜI GIẢI CỦA BÀI TOÁN THAY ĐẢO NHIÊN LIỆU LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN BẰNG THUẬT TOÁN DI TRUYỀN Mã số: T2011-105 Chủ nhiệm đề tài: TS Đỗ Quang Bình TP. HCM, 11/2011
3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC CƠ BẢN BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA MÔ HÌNH HÀM MỤC TIÊU LÊN LỜI GIẢI TỐI ƢU VÀ QUÁ TRÌNH TÌM KIẾM LỜI GIẢI CỦA BÀI TOÁN THAY ĐẢO NHIÊN LIỆU LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN BẰNG THUẬT TOÁN DI TRUYỀN Mã số: T2011-105 Chủ nhiệm đề tài: TS Đỗ Quang Bình TP. HCM, 11/2011
4. DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ CƠ QUAN PHỐI HỢP CHÍNH 1. TS Đỗ Quang Bình
5. MỤC LỤC Mở đầu 1 Chương 1: Giới thiệu tổng quan và mô hình toán học của bài toán tối ưu hóa 4 thay đảo nhiên liệu lò phản ứng hạt nhân 1.1. Giới thiệu tổng quan bài toán thay đảo nhiên liệu LPU 4 1.2. Mô hình toán học của bài toán tối ưu thay đảo nhiên liệu LPU 10 Chương 2: Phương pháp tối ưu hóa thay đảo nhiên liệu bằng thuật toán di 12 truyền và chương trình tối ưu hóa 2.1. Thuật toán di truyền 12 2.2. Chiến lược gìn giữ các phần tử ưu tú 16 2.3. Chương trình tính toán tối ưu bằng GA 17 3.4. Module chương trình tính toán lò CITALIB 21 Chương 3: Kết quả tính toán khảo sát và thảo luận 25 3.1. Bài toán cơ sở 25 3.2. Tìm kiếm mẫu tái nạp nhiên liệu vùng hoạt cực đại hóa thừa số nhân hiệu 26 dụng của LPU 3.3. Tìm kiếm các cấu hình tái nạp nhiên liệu tối ưu nhằm cực đại hóa hệ số 30 nhân hiệu dụng keff đồng thời cực tiểu hóa hệ số bất đồng đều công suất của LPU với mô hình hàm mục tiêu được thiết lập theo phương pháp hàm trọng 3.4. Tìm kiếm các cấu hình tái nạp nhiên liệu tối ưu nhằm cực đại hóa hệ số 35 nhân hiệu dụng keff của LPU với mô hình hàm mục tiêu được thiết lập theo phương pháp hàm phạt 3.5 Nhận xét chung 38 Kết luận và kiến nghị 40 Tài liệu tham khảo
6. DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1. Chức năng và nhiệm vụ của các chương trình con trong chương trình OPTIVN. Bảng 3.1. Giá trị của hàm mục tiêu keff trong quá trình tìm kiếm
7. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT LPU: lò phản ứng BNL: bó nhiên liệu GA: genetic algorithm ES: elistism strategy
8. Mẫu 8. Thông tin kết quả nghiên cứu TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐƠN VỊ Tp. HCM, ngày 25 tháng 11 năm 2011 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: Khảo sát ảnh hưởng của mô hình hàm mục tiêu lên lời giải tối ưu và quá trình tìm kiếm lời giải của bài toán thay đảo nhiên liệu lò phản ứng hạt nhân bằng thuật toán di truyền - Mã số: T2011-105 - Chủ nhiệm: TS Đỗ Quang Bình - Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: từ 01/01/2011 đến 30/12/2011 2. Mục tiêu: Khảo sát ảnh hưởng của mô hình hàm mục tiêu khác nhau lên tính chất của lời giải tối ưu và tính ổn định của quá trình tìm kiếm lời giải của bài toán thay đảo nhiên liệu lò phản ứng hạt nhân bằng thuật toán di truyền. 3. Tính mới và sáng tạo: Thuật toán tìm kiếm lời giải bài toán tối ưu hóa thay đảo nhiên liệu lò phản ứng và các kết quả tính toán khảo sát lời giải đối với các hàm mục tiêu khác nhau bằng thuật toán di truyền đối với một lò phản ứng nghiên cứu là mới về mặt khoa học. 4. Kết quả nghiên cứu: - Đã xây dựng ba mô hình bài toán tối ưu hóa thay đảo nhiên liệu lò phản ứng hạt nhân với ba hàm mục tiêu: 1- Cực đại hóa hệ số nhân hiệu dụng keff cho chu trình vận hành tiếp theo của LPU, 2- Cực đại hóa hệ số nhân hiệu dụng keff cho chu trình vận hành tiếp theo của LPU đồng thời chú ý đến việc đáp ứng yêu cầu về hệ số bất đồng đều công suất trong quá trình tìm kiếm tối ưu theo phương pháp hàm phạt và 3- Cực đại hóa hệ số nhân hiệu dụng keff đồng thời cực tiểu hóa hệ số bất đồng đều công suất PPF cho chu trình vận hành tiếp theo của LPU theo phương pháp hàm trọng. - Đã xây dựng thuật toán tìm kiếm lời giải tối ưu dựa trên thuật toán di truyền. - Đã phát triển chương trình máy tính tính toán tối ưu bằng thuật toán di truyền. - Đã tiến hành tính toán khảo sát và hoàn thành ba báo cáo khoa học, trong đó 1 báo cáo đã công bố, một báo cáo được chấp nhận xuất bản và một báo cáo đã gửi đến ban biên tập tạp chí. 5. Sản phẩm: 1- Đỗ Quang Bình,”Tìm cấu hình thay đảo nhiên liệu tối ưu nhằm cực đại hóa thừa số nhân hiệu dụng của lò phản ứng hạt nhân bằng thuật toán di truyền”, Hội thảo khoa học cấp trường mở rộng “Công nghệ xanh và phát triển bền vững”, trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp HCM, 11/2011.
9. 2- Đỗ Quang Bình, “Thiết kế mẫu tái nạp nhiên liệu vùng hoạt nhằm cực đại hóa thừa số nhân hiệu dụng của lò phản ứng hạt nhân bằng thuật toán di truyền”, Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ thuật, trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp HCM (đã được chấp nhận đăng). 3- Đỗ Quang Bình, Nguyễn Hoàng Hải, “Nghiên cứu tối ưu hóa thay đảo nhiên liệu cho lò phản ứng hạt nhân bằng thuật toán di truyền”, Tạp chí Phát triển khoa học và công nghệ, trường Đại học Quốc gia Tp HCM (đã gửi đến ban biên tập tạp chí ngày /9/2011). 6. Hiệu quả, phƣơng thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng: Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để giải bài toán quản lý nhiên liệu lò phản ứng hạt nhân toàn diện hơn, là bước khảo sát chuẩn bị để đăng ký đề tài cấp bộ hoặc đề tài nghiên cứu cơ bản của quỹ NAFOSTED. Chuyển giao báo cáo tổng kết đề tài cho cơ quan chủ trì và quản lý, những người sử dụng kết quả nghiên cứu của đề tài là chính tác giả và các đồng nghiệp. Trƣởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ và tên, đóng dấu) (ký, họ và tên) TS Võ Thanh Tân TS Đỗ Quang Bình