(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210809039.2 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 中国核动力研究设计院 地址 610000 四川省成 都市双流区长顺大 道一段328号 (72)发明人 熊青文　李仲春　邱志方　曾未　 邓坚　王杰　李庆　刘余　黄涛　 申亚欧　钱立波　吴增辉　马海福　 党高健　 (74)专利代理 机构 成都行之专利代理事务所 (普通合伙) 51220 专利代理师 马碧娜 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/14(2006.01)G06F 111/08(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06N 7/00(2006.01) (54)发明名称 一种用于多物理多尺度耦合系统的不确定 性量化方法 (57)摘要 本发明涉及反应堆热工水力技术领域， 具体 涉及一种用于多物理多尺度耦合系统的不确定 性量化方法， 包括以下步骤： 收集用于多物理多 尺度耦合系统不确定性评价和验证的实验数据， 并建立实验数据库； 针对目标分析对象装置， 结 合多物理多尺度耦合系统不确定性源识别装置 在目标工 况中存在的不确定性源及其程序表示， 并将不确定性根据来源进行分类； 对不同种类的 不确定性输入源进行评估和量化； 对目标分析装 置和工况， 识别和量化多物理多尺度耦合系统中 各输入不确定性源后， 使用量化得到的各输入参 数的不确定性分布执行定量敏感性分析； 执行不 确定性传播计算。 本发明能够识别和量化多物理 多尺度耦合系统中存在的不确定性。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115048809 A 2022.09.13 CN 115048809 A 1.一种用于多物理多尺度耦合系统的不确定性 量化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S10、 收集用于多物 理多尺度耦合系统不确定性评价和验证的实验数据， 并建立实验数 据库； S20、 针对目标分析对象装置， 结合多物 理多尺度耦合系统不确定性源识别装置在目标 工况中存在的不确定性源及其 程序表示， 并将不确定性 根据来源进行分类； S30、 对不同种类的不确定性输入 源进行评估和量 化； S40、 对目标分析装置和工况， 识别和量化多物 理多尺度耦合系统中各输入不确定性源 后， 使用量 化得到的各输入参数的不确定性分布执 行定量敏感性分析； S50、 执行不确定性传播计算， 以量 化多物理多尺度耦合系统的计算 不确定性。 2.根据权利要求1所述的一种用于多物理多尺度耦合系统的不确定性量化方法， 其特 征在于， 步骤S10中建立实验数据库包括以下步骤： S11、 将用于多物 理多尺度耦合系统不确定性评价和验证的实验数据， 按照不同物 理场 进行整理， 并初步分类为分离效应实验和整体效应实验； S12、 基于多准则决策分析和试验源分配技术开发数据库分类方法， 将实验数据按照工 况、 组件、 现象以及参数 范围进行分类， 形成规范化实验数据库； S13、 基于得到的完 善数据库建立评估和验证用基准题， 建立标准 化数据库使用规范。 3.根据权利要求1所述的一种用于多物理多尺度耦合系统的不确定性量化方法， 其特 征在于， 步骤S20中不确定性分类方法包括以下步骤： S21、 针对目标分析对象装置， 使用层次分析法对其进行尺度由大至小的结构化分析； S22、 针对局部 部件的不同物理场使用层次分析法进行分析； S23、 结合多物 理多尺度耦合系统， 识别目标装置在目标工况中存在的不确定性源及其 程序表示， 并将不确定性 根据来源进行分类。 4.根据权利要求3所述的一种用于多物理多尺度耦合系统的不确定性量化方法， 其特 征在于， 步骤S2 2中的物理场包括中子物理场、 温度场、 流场、 应力场、 水化学场。 5.根据权利要求3所述的一种用于多物理多尺度耦合系统的不确定性量化方法， 其特 征在于， 步骤S23中不确定性的分类包括核 数据库、 几何结构、 设计测量、 材料物 性、 初始/边 界条件、 本构模型以及数值离 散。 6.根据权利要求5所述的一种用于多物理多尺度耦合系统的不确定性量化方法， 其特 征在于， 步骤S3 0中的评估和量 化的方法为： 核数据库不确定性， 使用微扰分析法量 化其不确定性； 几何结构、 设计测量以及材料物性的不确定性， 基于设计、 施工或实验过程的测量不确 定度给定； 初始/边界条件， 基于建立的数据库， 结合 参数统计法评估其 不确定性； 程序中本构模型的不确定性， 使用参数/非参数统计法并结合开发的实验数据库对齐 进行量化； 程序数值离 散的不确定性， 使用证据理论结 方法量化其不确定性。 7.根据权利要求6所述的一种用于多物理多尺度耦合系统的不确定性量化方法， 其特 征在于， 所述参数统计法包括假设检验和频数分析法， 所述非参数统计法包括非参数曲线 估计法、 基于贝叶斯理论的马尔科 夫链蒙特卡罗以及基于快速傅里叶变换的方法。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115048809 A 28.根据权利要求1所述的一种用于多物理多尺度耦合系统的不确定性量化方法， 其特 征在于， 步骤S40中， 对于目标分析装置和工况， 识别和量化多物理多尺度耦合系统中各输 入不确定性源后， 使用量化得到的各输入参数的不确定性分布执行采用矩独立全局敏感性 进行定量敏感性分析计算， 并基于敏感性分析结果筛选对目标输出次要或无影响的输入参 数和确定影响参数。 9.根据权利要求7所述的一种用于多物理多尺度耦合系统的不确定性量化方法， 其特 征在于， 步骤S5 0中采用逐层耦合的方式传播和量 化。 10.根据权利要求9所述的一种用于多物理多尺度耦合系统的不确定性量化方法， 其特 征在于， 步骤S5 0中传播和量 化的方法包括以下步骤： S51、 针对微观尺度程序， 使用步骤S30中量化得到的重要输入参数不确定性分布， 结合 步骤S10中开发得到的基准题执行不确定性随机抽样计算， 得到微观尺度程序对应输出 的 不确定性传播抽样计算结果， 通过比较不确定性抽样 计算结果与基准题中对应的实验测量 数据， 量化微观尺度程序的计算 不确定性； S52、 将所有微观程序视为独立的黑匣子， 并将微观程序的输出不确定性分布作为介观 尺度程序的输入不确定性， 执行不确定性随机抽样传播计算以量化介观程序的计算结果不 确定性分布； S53、 以步骤S52相同的原理将介观分析程序视为黑匣子作为宏观分析程序的不确定性 本构模块， 量 化宏观分析程序的输出不确定性分布。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115048809 A 3