ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОЕКТИРОВАНИИ И СТРОИТЕЛЬСТВЕ ОБЪЕКТОВ ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ Мгалобелов Юрий Борисович, д.т.н. Дейнеко Андрей Викторович, к.т.н. Центр научного обоснования проектов ОАО «Институт Гидропроект»

Этапы развития трехмерного моделирования Математическое моделирование сооружений в условиях многофакторных воздействий (с 1970-х гг.) Геометрическое моделирование и визуализация строительных площадок, компоновок сооружений и отдельных конструктивных элементов (с 1990-х гг.) Трехмерное проектирование с автоматизацией выдачи рабочих чертежей и спецификаций (настоящее время) Переход к «многомерному» проектированию (настоящее и будущее)

Трехмерное моделирование как рабочая среда проектирования Измерение линейных и угловых расстояний, определение координат, перевод их из одной системы в другую Вычисление площадей, объемов, центров тяжести и геометрических характеристик любых элементов Автоматическое построение разрезов и видов по трехмерной модели Фотореалистические изображения, перспектива, анимация

ГЭС Merowe (Судан), 2002 Водосливная плотина

ГЭС Merowe (Судан), 2002 Водоприемник и здание ГЭС

ГЭС Merowe (Судан), 2002 Гидроагрегат

Вид с верхнего бьефаВид с нижнего бьефа ГЭС Merowe (Судан), 2002 Конечно-элементная аппроксимация

upstream view, principle stress downstream view, principle stress upstream view, principle stress downstream view, principle stress ГЭС Merowe (Судан), 2002 Изохромы главных напряжений

ГЭС Merowe (Судан), 2002 Визуализация здания ГЭС

Опыт трехмерного проектирования Выполнены проектные работы: Сангтудинская ГЭС-1 (Таджикистан) Гидроузел Капанда (Ангола) Краснополянская ГЭС (Россия) Резервный водосброс Плявиньской ГЭС (Латвия) Алтайская ГЭС (Россия) Проектируемые в настоящее время объекты: Загорская ГАЭС-2 (Россия) Рогунская ГЭС (Таджикистан)

Подземные выработки. Цветом показана зональность скальных массивов, окружающие выработки

Бетонные и железобетонные конструкции, металлоконструкции: Inventor, AutoCAD, Allplan Бетонные и железобетонные конструкции, металлоконструкции: Inventor, AutoCAD, Allplan Земляные сооружения: Civil Земляные сооружения: Civil Технологические системы ГЭС: Inventor, AutoCAD, Plant 4D Технологические системы ГЭС: Inventor, AutoCAD, Plant 4D Расчетное обоснование проектов: ANSYS, MicroFe Расчетное обоснование проектов: ANSYS, MicroFe Программное обеспечение трехмерного проектирования

1 – глухая плотина, 2 – водосброс, 3 –водоприемник, 4 – здание ГЭС, 5 – быстроток ГЭС Шон Ла (Вьетнам)

Конечно-элементная аппроксимация системы «водоприемник и здание ГЭС – основание»

ГЭС Шон Ла (Вьетнам) Динамические нагрузки от гидроагрегата

Математическая геофильтрационная модель правобережного примыкания плотины с быстротоком ГЭС Шон Ла (Вьетнам)

Зона А Зона Б Зона сохранных пород Математическая геофильтрационная модель основания Магматические породы Осадочные породы Богучанская ГЭС

. ГЭС Нам Чиен (Вьетнам)

Моделирование разрушения

ГЭС Нам Чиен (Вьетнам) Сейсмическое воздействие

Ускорение расчетов на графических процессорах С 2006 г. выпущено свыше 100 млн. видеокарт NVIDIA с технологией CUDA Работает 41 научный центр, включая российские: МГУ, ИСА РАН Национальный центр исследования погоды США: 1% кода - 20% ускорения ИСА РАН: в задачах механики деформированного упругопластического тела достигнуто 200-кратное ускорение

Выводы 1.Инновационные компьютерные технологии – это «высокие» технологии, требовательные к профессионализму и опыту проектировщика 2.Актуальны следующие направления: Развитие «многомерного» проектирования Внедрение постоянно-действующих моделей Стандартизация в области моделирования Развитие технологии двухстороннего обмена данными между САПР и расчетными программами Широкое внедрение наукоемких видов расчетных исследований (сейсмика, динамика, температурные воздействия, геометрическая и физическая нелинейность) Ускорение расчетов на графических процессорах, переход на 64-битную вычислительную технику