Программный комплекс для 3d моделирования в военной сфереЖенские радости





В подведомственном &Росатому» ядерном центре в Сарове создали программу Логос для промышленного 3D моделирования, которая избавляет от необходимости проводить некоторые реальные эксперименты. С недавнего времени ПО проходит опытную эксплуатацию, а в 2015 г. будет внедряться для промышленного использования на предприятиях атомной энергетики, ракетно-космических, авиа- и автомобилестроительных компаниях.

С 2015 г. в промышленную эксплуатацию на атомно-энергетические, ракетно-космические, авиа- и автомобилестроительные предприятия начнет поставляться пакет программ &Логос», предназначенный для расчетов и 3D моделирования технически-сложных объектов, сообщил CNews в ходе второго Национального Суперкомпьтерного Форума Андрей Козелков, начальник научно-исследовательской лаборатории Российского федерального ядерного центра Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики в Сарове (РФЯЦ-ВНИИЭФ), где было разработано ПО.

Проект &Логос» позволит предприятиям отказаться от некоторых экспериментов и испытаний в ходе создания ракет, самолетов, автомобилей и заменить их расчетами на супер-ЭВМ.

Разработкой этого программного пакета ядерный центр в Сарове занимается по заказу госкорпорации &Росатом». На данный момент проект Логос находится в статусе опытной эксплуатации — на этом этапе его уже используют компании &Сухой» и &Камаз», конструкторская организация атомного машиностроения &ОКБМ Африкантов», инжиниринговая компания по атомной энергетике СПбАЭП, разработчик атомных реакторов ОКБ &Гидропресс» и Научно-исследовательский центр ракетно-космической промышленности (НИЦ РКП).

В целом, программы для 3D моделирования на супер-ЭВМ позволяют создать комплексное полномасштабное описание технически-сложных объектов с учетом большого числа физических процессов и высокой степенью детализации. Они призваны уменьшить число испытательных стендов, натурных экспериментов, а также сократить сроки и стоимость проектирования изделий.

По данным РФЯЦ-ВНИИЭФ, использование компьютерного моделирования при проектировании, например, самолетов Boeing-777 снизило сроки реализации проекта на 1 год и сэкономило млрд.

Разработка пакета программ &Логос» началась в РФЯЦ-ВНИИЭФ еще в 2005 г., однако изначально он создавался для внутренних нужд госкорпорации &Росатом» и подведомственных ей предприятий. Программный комплекс был узкоспециализирован и направлен на решение практических задач в рамках тех тематик, что ведут данные организации.

В 2009 г. Комиссия при Президенте по модернизации и технологическому развитию экономики России утвердила программу &Развитие суперкомпьютеров и грид-технологий», в перечень проектов которой входило создание отечественных супер-ЭВМ и разработка российского ПО для проектирования и имитационного моделирования на супер-ЭВМ. Таким образом проект &Логос» стал частью правительственного проекта, а его функционал начали расширять и модернизировать под нужды других отраслей.

Сейчас этот пакет программ позволяет моделировать процессы аэро-, гидро- и газодинамики, турбулентного перемешивания, распространения тепла в твёрдом теле, тепловой конвекции, переноса излучения, течения в пористой среде. На данный момент он состоит из 4 модулей, каждый из которых направлен на решение задач в авиастроении, атомной энергетике, автомобилестроении или ракетно-космической отрасли.

За время действия правительственной программы 2010-2012 гг. из федерального бюджета на разработку &Логоса» выделили около 250 млн руб., сообщили CNews во ВНИИЭФ. Примерно такая же сумма за три этих года была привлечена из внебюджетных источников — создание ПО спонсировали &Росатом», компании &Сухой», &Камаз» и другие организации.

В декабре 2012 г. разработка программного комплекса была завершена, а результаты работы приняты Госкомиссией. После этого ВНИИЭФ перешел к опытной эксплуатации продукта, однако на этом этапе правительственную поддержку не получил. Представители ядерного центра отмечают, что данный проект не приносит коммерческую выгоду в короткие сроки, а потому, возможно, менее интересен госорганам. К тому же, большой поток средств сейчас идет на организацию Олимпиады в Сочи и другие крупные проекты, после окончания которых правительство, возможно, вновь обратит внимание на проект &Логос», надеются в ядерном центре.

В рамках опытной эксплуатации проект &Логос» уже используется компанией &Сухой», разработчик боевых и гражданских самолетов, и НПО &Сатурн», в сферу деятельности которого входит производство газотурбинных двигателей для военной и гражданской авиации.

Чтобы сократить количество экспериментальных работ, программу ВНИИЭФа применяли для расчета аэродинамических характеристик пассажирского лайнера SSJ-100. Этот самолет стал широко известен после аварии в 2012 г., когда он врезался в гору во время показательного полета в Джакарте (Индонезия).

Программный комплекс Логос также использовался для расчета аварийной посадки этого пассажирского лайнера. SSJ-100 получил сертификат безопасности Межгосударственного авиационного комитета (МАК) по данному критерию только на основании расчетов &Логоса» и без проведения реальных экспериментов. Данный прецедент стал первым в России. Во ВНИИЭФ подчеркивают, что этот критерий стал особенно актуален после того, как в ноябре 2011 г. Boeing-767 был вынужден совершить аварийную посадку в аэропорту Варшавы без шасси.

Кроме того, программу использовали для расчета аэродинамических характеристик автоматического средства поражения на боевых моделях самолетов марки &Су». &При старте ракеты от самолета возникает факел, который может воздействовать на элементы конструкции самолета, в том числе на воздухозаборник двигателя, спровоцировав аварийную ситуацию. Для увеличения безопасности эксплуатации авиационной техники эта ситуация отрабатывается с помощью компьютерного моделирования»,— сообщил CNews Андрей Козелков.

По его словам, компания &Сухой» проводит и натурные эксперименты для определения оптимального расположения различного вида автоматических средств поражения под крылом бомбардировщиков, однако стоимость подобных испытаний довольно велика.

В рамках опытной эксплуатации &Сухой» пользуется программным комплексом Логос для расчетов и моделирования бесплатно. Сейчас он установлен примерно на 100 рабочих местах в компании. В 2015 г. компания, по утверждению ВНИИЭФа, планирует отказаться от коммерческих аналогов и приступить к закупке &Логоса». Стоимость лицензий на российское ПО для моделирования пока не определена, но она будет значительно меньше, чем у западных аналогов, утверждают в ядерном центре.

Компания &Камаз» также участвует в опытной эксплуатации пакета &Логос». ПО использовали для моделирования динамики деформирования бронеавтомобиля &Выстрел» (Камаз-43269) при подрыве на мине, а также для расчета газодинамики системы отопления и вентиляции в этом транспортном средстве.

При этом для оценки бронезащищенности спецавтомобилей и накопления экспериментальной базы на полигоне в Сарове проводили серию натурных экспериментов по подрыву военных автомобилей. Результаты использовались в том числе для верификации и валидации технологии полномасштабного расчета газодинамики взрыва и деформирования состояния конструкции, реализованной в пакете программ &Логос».

В ракетно-космической отрасли &Логос» предназначен для проектирования и наземной отработки современных образцов применяемой техники. Так, НИЦ РКС моделировал на данном ПО старт ракетоносителя с космодрома.

В атомной энергетике основной класс задач программы относится к моделированию турбулентного смешения неизотермических потоков ядерных реакторов. Внедрение &Логоса» на предприятия атомной энергетики будет осуществляться в рамках программы &Прорыв», которая реализовывается &Росатомом» до 2020 г., сообщил Андрей Козелков. Она предусматривает создание новых типов реакторов на быстрых нейтронах, производство новейших видов топлива для ядерных реакторов и переработку отходов ядерного топлива.

В области решения задач гидро-, аэро- и газодинамики у российской разработки есть несколько иностранных конкурентов, некоторые из которых разрабатывают уже около 40 лет. Программы Star-CCM+, Ansys, Nastran и Abaqus решают смежный с &Логосом» класс задач, однако являются слишком универсальными и не учитывают особенностей моделирования в конкретных отраслях промышленности, утверждает Андрей Козелков. Функционал данных программ иностранные разработчики, безусловно, могут доработать под нужды заказчиков. Однако в России они нередко используются на проектах, реализация которых связана с использованием конфиденциальной информации или представляет собой коммерческую тайну, что не позволяет обращаться за помощью к создателям ПО.

К тому же, экспорт или реэкспорт подобных технологий контролируется государственными органами западных стран и жестко лицензируется. Госструктуры запрашивают информацию о приобретающей организации и планируемой области применения ПО, а также нередко требуют соблюдения некоторых ограничений по его использованию. &У ВНИИЭФа нет ни одного коммерческого пакета — мы первые в списке Госдепартамента США на запреты поставки, так как профиль нашей работы, можно сказать, разработка вооружения», — отмечает Андрей Козелков.

Тем не менее, указанные программы иностранных производителей являются основными пакетами, используемыми на предприятиях в России. По оценке ВНИИЭФа, на закупку коммерческих программ подобного характера все российские промышленные предприятия ежегодно тратят около 2 млрд руб.



Программный комплекс для 3d моделирования в военной сфереЖенские радости

Программный комплекс для 3d моделирования в военной сфереЖенские радости

Программный комплекс для 3d моделирования в военной сфереЖенские радости

Программный комплекс для 3d моделирования в военной сфереЖенские радости

Программный комплекс для 3d моделирования в военной сфереЖенские радости

Программный комплекс для 3d моделирования в военной сфереЖенские радости