近日，新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”啟動新一輪物理實驗，由中核集團(tuán)科研團(tuán)隊自主研發(fā)的數(shù)字孿生系統(tǒng)首次投入使用。
“中國環(huán)流三號”是我國自主設(shè)計建造的磁約束核聚變大科學(xué)裝置，是我國目前規(guī)模最大、參數(shù)最高的先進(jìn)磁約束托卡馬克裝置，被譽為新一代人造太陽。“中國環(huán)流三號”去年底開始面向全球開放，在今年首輪國際聯(lián)合實驗中，就吸引了包括來自法國、日本等全球17家知名科研院所和高校參與，在國際上首次發(fā)現(xiàn)并實現(xiàn)了一種特殊的先進(jìn)磁場結(jié)構(gòu)。
真空室烘烤是裝置運行的關(guān)鍵一環(huán)，數(shù)字孿生系統(tǒng)為該過程裝上“超級眼睛”，在虛擬空間構(gòu)建一個和物理實體完全一樣的數(shù)字模型，實現(xiàn)對真空室烘烤過程的全方位實時精準(zhǔn)監(jiān)測。數(shù)字孿生系統(tǒng)的應(yīng)用，標(biāo)志著“中國環(huán)流三號”在數(shù)字關(guān)鍵核心技術(shù)上取得重要進(jìn)展，保障了其安全穩(wěn)定運行，也為全域智能控制研發(fā)奠定了基礎(chǔ)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
據(jù)介紹，真空室烘烤對提供高品質(zhì)等離子體運行真空環(huán)境具有重要意義，數(shù)字孿生系統(tǒng)以真空室溫度場分布為核心對象，構(gòu)建了準(zhǔn)確的數(shù)字化模型，通過接收加熱器和實體溫度監(jiān)測點的數(shù)據(jù)輸入，利用虛擬傳感器算法，實時輸出完整的溫度場分布，實現(xiàn)了對真空室內(nèi)部狀態(tài)的全方位、高精度監(jiān)測的實時同步計算與監(jiān)測，大幅提升了真空室烘烤過程的控制和響應(yīng)能力。
核工業(yè)西南物理研究院創(chuàng)新性地將數(shù)字化算法與核聚變工程等先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了數(shù)字孿生技術(shù)在核聚變領(lǐng)域的新應(yīng)用。下一步，核工業(yè)西南物理研究院將繼續(xù)深入探索數(shù)字孿生技術(shù)在核聚變領(lǐng)域的應(yīng)用，助力“中國環(huán)流三號”實現(xiàn)更高參數(shù)提升，為實現(xiàn)核聚變能源的應(yīng)用貢獻(xiàn)更多智慧和力量。
作者：谷業(yè)凱
