Встречи и визиты 6 Марта 2015 года
Данная новость была прочитана 4402 раза

Инжиниринговый центр "Центр компьютерного инжиниринга" СПбПУ Петра Великого посетила делегация ОАО "НПО "Сатурн" - ведущего двигателестроительного предприятия России. Сотрудники Инжинирингового центра СПбПУ и НПО "Сатурн" обсудили перспективы сотрудничества

3 марта 2015 года Инжиниринговый центр "Центр компьютерного инжиниринга" (ИЦ ЦКИ) СПбПУ Петра Великого посетила делегация Научно-производственного объединения "Сатурн", во главе с заместителем генерального конструктора по НИР Дмитрием Владимировичем Карелиным.

Целью визита сотрудников крупнейшего двигателестроительного предприятия России в Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого и, в частности, в Инжиниринговый центр, был поиск партнеров в выполнении НИОКР и оценка возможностей Центра в области компьютерного и суперкомпьютерного инжиниринга, применения CAD/CAM/CAE/CAO/PLM технологий в области  разработки и создания газотурбинных двигателей для военной и гражданской авиации, энергоустановок, военных кораблей и гражданских судов.

представители НПО «Сатурн» в Центре компьютерного инжиниринга  во главе  с зам. ген. конструктора по НИР Д.В. Карелиным
На фото: представители НПО "Сатурн" в Центре компьютерного инжиниринга
во главе  с заместителем генерального конструктора по НИР Д.В. Карелиным

 

Открывая встречу, проректор по перспективным проектам, руководитель Инжинирингового центра СПбПУ А.И. Боровков рассказал собравшимся:

  • о создании Инжинирингового центра "Центр компьютерного инжиниринга" СПбПУ в результате победы в совместном Конкурсе Минобрнауки России и Минпромторга России в конце 2013 года. Инжиниринговый центр СПбПУ - единственный в России Центр компьютерного инжиниринга, созданный на базе учебно-научной и инновационной лаборатории “Вычислительная механика” (CompMechLab, создана проф. А.И. Боровковым в 1987 г. на легендарном ФизМехе, на каф. "Механика и процессы управления") СПбПУ при активном участии
       – spin-out компании  – высокотехнологичной компании  – ООО “Лаборатория “Вычислительная механика” (CompMechLab®), выступающей в роли стратегического партнера Инжинирингового центра,  и 
       – start-up компании – малого инновационного предприятия ООО “Политех-Инжиниринг” (создано в 2011 г. как основной компонент Инжинирингового центра по условиям Конкурса);
    Все три структуры ("Триада") тесно интегрированы в распределенную и динамично настраиваемую для реакции на глобальные вызовы Форсайт-структуру Центра компьютерного инжиниринга СПбПУ (концепция Форсайт-структуры была разработана в 2007 году как основа для реализации Инновационной образовательной программы СПбПУ);
     
  • об эффективной деятельности сотрудников Инжинирингового центра на “вечном рынке” высококачественного образования мирового уровня, образовательных услуг, повышения квалификации и специализированной профессиональной подготовки; в частности, сотрудники Центра компьютерного инжиниринга осуществляет подготовку востребованных и глобально конкурентоспособных инженеров нового поколения (“инженерно-технологического спецназа”), обладающих компетенциями мирового уровня, лучшие из которых остаются работать в Центре;
     
  • о деятельности на стремительно развивающемся рынке компьютерных CAD-CAM-CAE (FEA & CFD & MBD & FSI & CAO & HPC) -PDM-PLM- технологий и передовых производственных технологий (“Advanced Manufacturing Technology”), о создании в СПбПУ Института передовых производственных технологий, о выполнении на регулярной основе НИОКР по заказам отечественных и зарубежных высокотехнологичных промышленных компаний из разных отраслей.

В частности, руководитель Инжинирингового центра Алексей Иванович Боровков совершил краткий экскурс в CompMechLab-историю и кратко рассказал о работах:

Руководитель Инжинирингового центра СПбПУ А.И. Боровков и зам. руководителя Инжинирингового центра О.И. Клявин рассказали членам делегации НПО "Сатурн" об эффективной интеграции ИЦ "ЦКИ" в технологические цепочки мировых лидеров автомобильной промышленности, о ходе выполнения проекта государственного значения - проекта "Кортеж", а также о недавнем визите в ИЦ "ЦКИ" министра образования и науки Российской Федерации Д.В. Ливанова и министра промышленности и торговли Российской Федерации Д.В. Мантурова.

А. И. Боровков рассказывает о фундаментальном трансдисциплинарном ноу-хау
Руководитель Инжинирингового центра СПбПУ А.И. Боровков рассказывает представителям НПО "Сатурн" о фундаментальном трансдисциплинарном CompMechLab®-подходе  – М3-методе комплексирования и применения мультидисциплинарных, многоуровневых и многостадийных надотраслевых суперкомпьютерных технологий для решения сложных задач промышленности, энергетики, транспорта, строительства и связи

 

В презентациях особое внимание специалистов НПО "Сатурн" привлек уникальный арсенал трансдисциплинарных надотраслевых компьютерных и суперкомпьютерных технологий мирового уровня, которые для выполнения многочисленных НИОКР применяют сотрудники Инжинирингового центра СПбПУ и трудоемкость разработки и сопровождения которых превышает 1 000 000 человеко-лет.

Применяемый арсенал трансдисциплинарных надотраслевых компьютерных и суперкомпьютерных технологий мирового уровня, трудоемкость разработки и сопровождения которых превышает 1 000 000 человеко-лет

 

На встрече была представлена и обсуждена CompMechLab®-эволюция основных концепций и парадигм CAE-технологий - от Simulation-Based Design (стандарта де-факто во многих ведущих высокотехнологичных промышленных компаниях) до современного варианта - (Advanced Manufacturing Technology)-Based Digital Manufacturing.


Затем ведущие специалисты Инжинирингового центра СПбПУ рассказали об опыте и возможностях ИЦ "ЦКИ" в авиастроении, вертолетостроении, в ракетно-космической отрасли и, конечно, о задачах в области газотурбинного двигателестроения, которые были решены специалистами CompMechLab® в последние годы.

Наибольший интерес у представителей НПО "Сатурн" вызвала задача, решаемая для ОДК и ОАО "Климов" - "Расчетные исследования и обеспечение непробиваемости корпусов холодной части двигателя при обрыве лопатки компрессора".

Расчетные исследования и обеспечение непробиваемости корпусов холодной части двигателя при обрыве лопатки компрессора.
Расчётные исследования в обеспечение непробиваемости корпусов холодной части двигателя при обрыве лопатки компрессора. Оценка локализации фрагмента Расчётные исследования в обеспечение непробиваемости корпусов холодной части двигателя при обрыве лопатки компрессора. Оценка локализации фрагмента
Анимация: попадание фрагментов рабочей лопатки в корпус двигателя

 

Расчетные исследования и обеспечение непробиваемости корпусов холодной части двигателя при обрыве лопатки компрессора Расчетные исследования и обеспечение непробиваемости корпусов холодной части двигателя при обрыве лопатки компрессора
Расчетные исследования и обеспечение непробиваемости корпусов холодной части двигателя при обрыве лопатки компрессора Расчетные исследования и обеспечение непробиваемости корпусов холодной части двигателя при обрыве лопатки компрессора

 

Кратко были описаны и другие задачи, решаемые в рамках ФЦП "Развитие гражданской авиационной техники России на 2002-2010 годы и на период до 2015 года":

  • "Формирование технического облика входного корпуса перспективного вертолетного двигателя с применением композиционного материала"; в рамках этого проекта инженерами CompMechLab® выполнен численный анализ теплового, газодинамического и прочностного расчета входного устройства, решены задачи по выбору композиционного материала и проведена оптимизации многослойной композитной структуры при условии сохранения исходной геометрической формы проточной  части

 

Конструкция входного корпуса вертолетного двигателя  из алюминиевого сплава Модифицированная конструкция входного корпуса перспективного вертолетного двигателя из композиционного материала

 

На примере этого проекта на встрече было отмечено, что инженерами CompMechLab® разработана уникальная пространственная (3D) параметрическая геометрическая модель ротора авиационного двигателя и проведены конечно-элементные расчеты 3D теплового и термонапряженного состояния ротора в зависимости от заданных тепловых режимов работы двигателя и действующих температурных нагрузок, что позволило исследовать проблему возникновения колебаний ротора и определить оптимальный режим работы. На основе разработанных 3D параметрическтих моделей ротора были вычислены критические частоты вращения ротора авиационного двигателя на традиционных опорах и выполнена оптимизация конструкции ротора (подробнее о выполненной НИР можно прочитать в материале  "Численное моделирование и анализ критических частот вращения ротора авиационного двигателя").
 

Этапы 3D виртуального проектирования деталей и компонентов изделий вертолётного двигателя

Разработка 3D математических и КЭ моделей, методики расчёта критических частот вращения ротора авиационного двигателя на традиционных опорах и оптимизация конструктора двигателя

  • "Совершенствование методики расчетных исследований и выполнение динамических расчетов защитной сетки вертолетного двигателя (ПЗУ) на попадание посторонних предметов"; в рамках этого проекта сотрудниками CompMechLab® разработана математическая модель сетки и фронтальной части воздухозаборника с элементами крепления сетки с учетом начального напряженного состояния обусловленного технологическим процессом гибки при сборке; выполнено конечно-элементное моделирование устойчивости сетки (способности сохранять первоначальную форму) и приведено обоснование ее неразрушения при попадании в нее птиц, льда и града.
Общий вид сборки 3D КЭ модели защитной сетки КЭ моделирование локальной статической нагрузки на сетку вертолетного двигателя в сборе. Исследование “устойчивости конструкции”
Оценка деформаций и перемещений в результате динамического воздействия ударника  (градина диаметром 50 мм) Оценка деформаций и перемещений в результате динамического воздействия ударника  (птица массой 1.85 кг со скоростью 380 км/ч )
 


 

Анимация: удар импактором птицы в защитную сетку

Анимация: удар птицей-импактором по защитной сетке вертолётного двигателя

В рамках моделирования столкновения птицы с защитной сеткой использовалась гидродинамическая модель материала для описания достаточно сложного строения тел реальных птиц при высокоскоростных взаимодействиях. По результатам верификационных и валидационных тестов была выбрана конкретная модель материала птицы для дальнейших исследований, заданная с помощью уравнений состояния – зависимости давления от объемных деформаций в теле.

Подробнее о НИР можно прочитать в материале "Разработка методики конечно-элементного моделирования повреждений от ударных нагрузок защитной сетки вертолётного двигателя при столкновении с птицей".

В ходе встречи сотрудниками Инжинирингового центра была предоставлена информация о работе в рамках ФЦП 1.3. "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы" - о проекте "Проведение исследований и разработка способов и технологий повышения эффективности распыла жидкого топлива и горения топливно-воздушных смесей в авиационных двигателях".

В частности, для 1-го этапа проекта (октябрь-ноябрь 2014 года) "Обоснование и выбор направления исследований по разработке форсуночных модулей" сотрудниками Инжинирингового центра были разработаны варианты возможных решений задачи о распылении, выбран и обоснован рациональный вариант численного решения задачи. В рамках выполненной в октябре-ноябре 2014 года работы создана гибридная расчетная CFD модель форсуночного модуля с блочно-структурированной сеткой в области впрыска топливной жидкости в камеру сгорания. Для численного моделирования процесса образования жидкой пленки и ее распада на капли при распыле построена уточненная серия расчетных численных моделей с адаптированным подходом к характеру течения и распространения жидкой фазы. Разработанные сотрудниками Инжинирингового центра СПбПУ численные CFD-модели насчитывают ~ 50 - 100 млн ячеек.
 

Разработка расчетной CFD модели проточной части форсуночного модуля Результат численного моделирования процесса образования жидкой пленки и ее распада
 
Гости Инжинирингового центра СПбПУ заинтересованно слушали сотрудников Центра компьютерного инжиниринга, задавая вопросы и сразу же сопоставляя услышанное со стоящими перед НПО "Сатурн" сложными инженерно-техничемкими  задачами.
 

После завершения презентаций, во время обсуждения возможного будущего взаимодействия, гости, пользуясь случаем, пригласили инженеров Центра компьютерного инжиниринга на Второй Международный Технологический форум «Инновации. Технологии. Производство», который пройдет 23-25 марта в г. Рыбинске и соорганизатором которого выступает НПО «Сатурн».

В завершении встречи заместитель генерального конструктора по НИР НПО "Сатурн" Д.В. Карелин поблагодарил руководство Центра компьютерного инжиниринга СПбПУ за прием и интересные презентации, высоко оценив увиденное и услышанное - "Спасибо, было очень интересно. Импонирует, что у нас в России есть инжиниринговые центры такого уровня, готовые работать с российской промышленностью" - резюмировал Д.В. Карелин

 

 

 

Новости на сайте по теме публикации:
Теги новости:
НПО "Сатурн"