Инженеры Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого создают методики, способные значительно снизить стоимость возведения атомных электростанций.
Традиционно при проектировании АЭС применяются упрощенные математические модели, разработанные в условиях ограниченных возможностей численных методов. Это вынуждало проектировщиков закладывать значительные коэффициенты запаса — например, при выборе толщины оболочек, расчете максимальных нагрузок и определении диапазонов эксплуатации. Такой консервативный подход гарантировал безопасность, но неизбежно удорожал строительство, сообщает ТАСС.
Политехники предлагают принципиально иной подход. Они внедряют в процесс проектирования современные методы конечно-элементного анализа, которые позволяют точно и эффективно описывать сложные мультифизические процессы, происходящие при работе атомных станций. Это дает возможность рассчитывать конструкции с гораздо большей точностью, избегая избыточных запасов прочности.
Особое внимание ученые уделили оценке прочности элементов АЭС при сейсмических и экстремальных воздействиях. Ключевая сложность здесь — корректное описание взаимодействия грунтового основания и самого сооружения. Разработчики применили метод синтеза динамических подструктур, который позволяет свернуть масштабную расчетную модель (десятки и сотни тысяч элементов) в один «суперэлемент», полностью сохраняющий поведение исходной системы. Это многократно повышает вычислительную эффективность.
Благодаря детальному моделированию волновых процессов в грунте ученые уточнили сейсмические нагрузки и обнаружили, что фактические нагрузки более чем в два раза ниже тех, что предусмотрены традиционными нормами расчета. В планах исследователей — дальнейшее развитие и автоматизация применяемых подходов и их внедрение в отраслевые стандарты проектирования.
