Цифровая модель вместо громоздких расчетов: в Петербурге разработали новый подход к проектированию АЭС
В Петербурге разработали новый подход к проектированию атомных электростанций, который может сделать расчеты быстрее и точнее. Метод цифрового моделирования предложили инженеры Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого.
При разработке методики инженеры СПбПУ использовали численное моделирование сложных физических процессов, возникающих при работе атомной станции — от нагрева и давления до вибраций конструкций. Для оценки прочности и сейсмостойкости применили метод подструктур: сложную модель станции разбили на отдельные части, рассчитали их поведение под нагрузкой, а затем математически «сжали» результаты в один расчетный суперэлемент. Это позволило упростить цифровую модель реакторного здания и сократить число расчетных элементов с 600 тысяч до 10 тысяч.
Скорость вычислений при новом подходе выросла на 80 % по сравнению с расчетом полной подробной модели. Более точное моделирование распространения волн в грунте показало, что реальные сейсмические нагрузки на здание станции могут быть вдвое ниже значений, заложенных в нормативных расчетах.
Ранее при проектировании атомных станций применяли консервативные расчетные схемы — из-за ограниченных возможностей точного моделирования сложных процессов. Поэтому в конструкции закладывали повышенные запасы прочности, что увеличивало массу и стоимость сооружений. Новый подход позволяет точнее рассчитывать поведение элементов станции и оптимизировать их параметры без снижения требований безопасности. Разработанные методики уже используются в образовательных программах СПбПУ и в дальнейшем могут быть включены в отраслевые нормативы.
