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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯结构优化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：CN116050021B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-17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：202310066611.5，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯结构优化方法是由李晓强;张程;卫冲;郑策设计研发完成，并于2023-01-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯结构优化方法在说明书摘要公布了：一种六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯结构优化方法，该方法适用于空间核动力反应堆、加速器驱动次临界核能系统、模块化小堆等先进反应堆中所涉及到六棱柱型堆芯结构。该结构优化方法包括如下步骤：1.建立几何模型：设置六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯的几何尺寸，设置燃料元件或冷却剂通道的尺寸、数量和位置；2.添加多物理场计算模块：根据服役工况，添加六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯所处辐照场、温度场、流场、固体应力应变场；3.设置计算域边界：设置堆芯中子通量密度和辐照时间；冷却剂入口温度、堆芯体积热源输入；冷却剂入口速度；赋予碳化硅的材料属性；4.设定并行求解参数：设置并行作业数目、分配单个作业所占内核数；5.开展六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯的结构优化设计。

本发明授权一种六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯结构优化方法在权利要求书中公布了：1.一种六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯结构优化方法，其特征在于：该方法适用于空间核动力反应堆、加速器驱动次临界核能系统、模块化小堆先进反应堆中所涉及到六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯结构；该优化方法通过准确、高效的模型及多物理场设置，考虑各物理场间的多向耦合及全局变量传递，结合全耦合数值求解方法和多目标结构优化算法，实现六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯的结构优化，得到选定目标函数的最佳方案集合；步骤如下： 步骤1：建立几何模型：根据六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯的真实几何，建立六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯的几何模型，设置六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯的几何尺寸； 步骤2：添加多物理场计算模块：根据六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯所处环境的真实服役工况，添加用于模拟六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯服役行为的多物理场计算模块；综合考虑核动力系统内运行环境的复杂性及六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯的结构特殊性，针对运行工况、辐照效应和燃料特点，在步骤1所建立的几何模型基础上，分别添加包括辐照场、温度场、流场、固体应力应变场的物理场计算域； 步骤3：设置计算域边界：步骤1和步骤2分别确定了六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯的几何模型和物理场计算域；在步骤1和步骤2的基础上，步骤3进一步设置物理场计算域边界； 步骤4：设定并行求解参数：在完成步骤1～步骤3后，对六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯开展模拟计算；为提高求解效率，需要设立计算机并行求解参数，包括分配并行算例内核数目、设定单作业内核数目； 步骤5：六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯的结构优化设计：具体包括如下步骤： 步骤5.1、多目标优化问题的模化及标准建立：将六棱柱型碳化硅陶瓷堆芯结构优化问题视为一个多目标优化问题，该问题由n个决策变量，m个目标函数和p个约束条件组成；各参数含义及取值如下： minFX＝[f1X,f2X……fmX]                1X＝x1,x2……xn                      2giX≤0,i＝1,2......p                    3式中： minFX——表示最小化目标函数； fiX——表示第i个目标函数，i取1,2,……,m； X——表示由n个优化变量组成的决策变量； giX——表示第i个约束条件，i取1,2,……,p； 多目标优化的标准遵循帕累托Pareto支配，即分别有决策变量U＝u1,u2……un和决策变量V＝v1,v2……vn时，若满足： 式中： fiU——表示决策变量U组成的第i组目标函数； fiV——表示决策变量V组成的第i组目标函数； fjU——表示决策变量U组成的第j组目标函数； fjV——表示决策变量V组成的第j组目标函数。 则决策变量U优于决策变量V，称U支配V，记为U＜V；对于决策变量U，若不存在能够支配U的决策变量，则决策变量U为帕累托Pareto最优解； 步骤5.2、设定多目标优化算法初始参数，包括种群个数、种群进化代数、优化目标函数个数及变量； 步骤5.3、借鉴标准遗传算法，对种群及其中的个体开展选择、交叉、变异操作；通过标准遗传算法，选出当前种群中性能表现优秀的个体作为父代来产生新一代种群，并模仿自然界繁殖的基因重组过程，将原有的优良基因型遗传给子代，同时尽可能保持群体中个体多样性，防止发生非成熟收敛； 步骤5.4、遗传操作生成新一代种群个体，获取种群个体目标函数值、筛选归一化最优解；设置优化结果分析所需的成员函数。 步骤5.5、判定是否满足收敛条件，判定准则为： 式中： εn——表示迭代第n次的结算结果； εn‑1——表示迭代第n‑1次的结算结果； a——表示所设置的绝对误差。 步骤5.6、满足收敛条件时停止优化，并输出优化结果，包括堆芯结构优化得到的优化变量最佳组合方案集合及相应的目标函数值。

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