Конструкторы, архитекторы, строители всё чаще прибегают к компьютерному моделированию, чтобы "увидеть", как будет вести себя еще не построенная техника или сооружение.

О нетривиальных расчетных задачах, которые решают специалисты "Саровского Инженерного Центра" рассказал его директор Александр Рябов.

Давно миновали те времена, когда изобретатель мог представить действие нового устройства только в уме — сегодня практически любой процесс можно смоделировать на компьютере. Благодаря цифровым технологиям деятельность работников практически всех отраслей промышленности становится гораздо безопаснее, уверен директор ООО «Саровский Инженерный Центр» Александр Рябов.

Не возникает сомнений в том, что мир вокруг нас быстро меняется, и это отражается на технологиях, применяемых при разработке и для производства новых продуктов. Инженерам теперь приходится прогнозировать поведение сложных взаимосвязанных систем до появления первого прототипа, работать с новыми материалами и производственными системами, проводить исследовательские работы для обеспечения ожидаемых характеристик изделия. При этом перед инженерами стоит необходимость создавать новые продукты за все более сжатые сроки. Компьютерные технологии, в частности компьютерное моделирование, имеют важное значение для решения инженерных задач, так как совершенствуют инженерный процесс, делая его более системноориентированным и повышая точность прогнозирования характеристик изделия на этапе проектирования. Такой подход призван помочь инженерам быстрее находить оптимальный вариант конструкции.

Саровский Инженерный Центр в технопарке «Саров» занимается развитием компьютерных технологий мирового уровня и практическим решением широкого круга прикладных задач прочности и тепломассопереноса. Специалисты компании обладают многолетним опытом сотрудничества с отечественными и зарубежными предприятиями атомной энергетики, авиационно-космического комплекса, автомобиле- и судостроения, машиностроения, нефтегазовой промышленности, гражданского строительства и других наукоемких отраслей промышленности.

Моделирование турбулентных течений и процессов тепломассообмена является одной из распространенных задач при конструировании различных изделий. В серийных расчетах широко используются упрощенные модели турбулентности, основанные на осредненных по Рейнольдсу уравнениях Навье-Стокса (RANS-модели турбулентности), а для замыкания этих моделей вводится дополнительная эмпирическая информация. При этом, указанные модели часто требуют верификации и настройки введенных эмпирических параметров под конкретный класс исследуемых задач. Настройка параметров моделей может быть проведена по результатам физического эксперимента или результатам численного моделирования на основе уже апробированных математических моделей. Для моделирования турбулентных течений таким апробированным алгоритмом расчета может служить прямое численное моделирование.

Настоящее исследование проводилось в рамках работ по оценке функциональных возможностей программного обеспечения Simcenter STAR-CCM+, широко применяемого в решении задач теплогидравлики пучка стержней.

​

Современный уровень развития компьютерного моделирования позволяет выявлять и надежно решать широкий круг сложных прикладных проблем на всех этапах проектирования новых наукоемких изделий, обеспечивая эффективный поиск оптимальных конструкторских решений, сокращает сроки разработки и объемы натурных испытаний, заменяя их высокоточными расчетами. Компьютерные расчеты дают полную картину поведения изделия в исследуемых режимах работы, их достоверность подтверждается сравнением с экспериментальными измерениями в отдельных точках

В настоящее время развитие различных отраслей науки и техники, таких как наземные, водные, воздушные транспортные средства, космические аппараты, энергетические установки, машиностроительное оборудование, объекты гражданского строительства, добычные комплексы и трубопроводы, сложные научно-исследовательские установки и т.д. характеризуется постоянно возрастающими требованиями по эффективности, надежности и безопасности эксплуатации. Это ставит перед разработчиками весьма сложные задачи, вызывает необходимость поиска и реализации порой принципиально новых, глубоко обоснованных инженерных решений, правильность которых должна быть надежно подтверждена.

Пределы прочности

Еще древние архитекторы, механики и строители, возводившие будь то египетскую пирамиду Хеопса, храм Артемиды в Эфесе или Александрийский маяк, хотели предугадать: насколько прочными будут их творения, сколь долгим окажется Их век? Прошли тысячелетия, а надобность в таком предвидении не только не отпала, она стала более актуальной. Представители разных профессий сегодня все чаще обращаются к компьютерному моделированию, чтобы рассчитать, как в реальности поведет себя еще не возведенное здание или не собранная машина.