Ученые устроили виртуальное землетрясение, чтобы проверить устойчивость атомных электростанций к подземным толчкам
Российские ученые разработали цифровой двойник атомной электростанции для проверки устойчивости ее конструкции при землетрясении. Виртуальная модель, созданная инженерами МФТИ и их коллегами, показывает, как арматура внутри бетона отражает сейсмические волны.
Цифровая модель воспроизводит неоднородную структуру железобетона. Бетон и стальные арматурные стержни по-разному проводят упругие волны, поэтому на границе двух материалов часть колебаний отражается и меняет дальнейший путь. В более простых расчетах железобетон представляют как однородный материал, без отдельных металлических элементов.
Исследователи также учли два основных типа сейсмических волн. Продольные P-волны сжимают и растягивают материал по направлению движения, а поперечные S-волны смещают его частицы в стороны. На границе бетона и стали колебания могут отражаться и переходить из одного типа в другой.
Ученые сравнили три одинаковые по геометрии модели станции: со 146 и 82 арматурными стержнями и без металлических включений. Расчеты показали, что при слабом сейсмическом воздействии отражения от арматуры заметно меняют картину в основании станции. При более сильном воздействии влияние металлических стержней становится значительно меньше. Продольные волны при этом сильнее воздействовали на реакторный отсек, чем поперечные.
Для расчетов специалисты использовали математический метод, который помогает проследить распространение волн внутри сложной конструкции. Такой подход дает более подробную картину поведения железобетона при землетрясении и позволяет точнее оценивать сейсмостойкость атомных электростанций.
