核数字孪生中传感器布置的约束优化
最优化与控制
2024-02-20 v2 机器学习
摘要
由于苛刻的运行条件和固有的空间限制，在核反应堆中部署大量传感器阵列是不可行的。在既定空间约束内策略性地布置传感器，对于重建反应堆流场和创建核数字孪生至关重要。我们开发了一种数据驱动技术，将约束纳入传感器布置的优化框架中，主要目标是在含噪传感器测量下最小化重建误差。所提出的贪婪算法在高维网格上优化传感器位置，并遵守用户指定的约束。我们通过穷举计算一个低维动力系统的所有可行配置，证明了优化后传感器的有效性。为验证我们的方法，我们将该算法应用于堆外测试与仪表瞬态水辐照系统（OPTI-TWIST）原型胶囊。该胶囊通过电加热来模拟核燃料的中子学效应。最终将插入爱达荷国家实验室（INL）瞬态反应堆试验设施（TREAT）的 TWIST 原型，作为一个实际演示。OPTI-TWIST 内基于传感器的温度重建显示出最小化的误差，提供了噪声引起不确定性的概率界限，并为数字孪生与实验设施之间的通信奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2306.13637,
title = {Constrained optimization of sensor placement for nuclear digital twins},
author = {Niharika Karnik and Mohammad G. Abdo and Carlos E. Estrada Perez and Jun Soo Yoo and Joshua J. Cogliati and Richard S. Skifton and Pattrick Calderoni and Steven L. Brunton and Krithika Manohar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.13637},
year = {2024}
}