сегодня: 17.11.2018

[сделать стартовой]

Рубрики
Общество
Экономика
Политика
Спорт
Наука
Культура
Образование
Здравоохранение
Информационные технологии
Силовые структуры
Криминал
Происшествия
Экология
Недвижимость
Нск-риэлт
Байкал
Национальные проекты
Лес - богатство Сибири
Нефть и газ Сибири
Сибирский уголь
Научно-технический прогресс
Сибиряки
Мир вокруг нас
Интервью
Актуально

Сибирский федеральный округ
Наука и жизнь

Луна образовалась в результате ядерного взрыва


Видеокамеры для "супермена"


"Конец света" в прямом смысле слова


Земные океаны и атмосфера появились благодаря метеоритной бомбардировке


Солнце на Земле


Искусственный интеллект совсем рядом



ТОП-20 инженерных чудес света



Четвероногий друг


Новости Байкала

2018-10-22 11:39:00 /РИА "Сибирь" /Новосибирск

Новосибирские ученые усовершенствовали методику проектирования гидравлических турбин





В Институте вычислительных технологий СО РАН завершен этап исследований, связанных с разработкой методов расчета течения и проектирования проточных трактов гидротурбин. Статья об этом вышла в журнале Structural and Multidisciplinary Optimization.

Основной элемент гидротурбины - рабочее колесо, форма лопастей которого определяет коэффициент ее полезного действия. Для крупных гидроэлектростанций проектируются уникальные рабочие колеса, максимально отвечающие напору и пропускной способности конкретного водохранилища. При проектировании этих элементов гидротурбин стараются обеспечить следующие характеристики: высокий КПД в широком диапазоне режимов работы, минимальные кавитационные явления (процессы, связанные с образованием и последующим схлопыванием в потоке жидкости кавитационных пузырьков), заданный запас прочности.

Таким образом задача проектирования рабочего колеса - многоцелевая, и ее решение вручную, методом проб и ошибок, чрезвычайно трудоемко и затратно. Поэтому в практике турбостроения все шире применяются математические методы оптимизации. С их помощью можно автоматизировать процесс проектирования формы проточной части.

Разработкой методов, вычислительных алгоритмов и программного обеспечения для того, чтобы автоматизировать процесс проектирования, занимаются Институт вычислительных технологий совместно с Институтом математики имени С. Л. Соболева СО РАН.

"Наши исследования ведутся в кооперации с ведущим производителем гидротурбинного оборудования в России – ПАО "Силовые машины" (Санкт-Петербург), - рассказал участник авторского коллектива, старший научный сотрудник Института вычислительных технологий СО РАН, кандидат физико-математических наук Денис Чирков. - Изначально нам ставилась задача создать программный комплекс гидродинамических расчетов для оперативного расчета трехмерного течения в рабочем колесе и прогноза КПД турбины. Постепенно на базе этого комплекса была сформирована система автоматического проектирования, которая по заданным требованиям находит оптимальную форму рабочего колеса. Эта система внедрена в СКБ "Гидротурбомаш" ПАО "Силовые машины" и успешно используется при проектировании новых рабочих колес. В частности, с ее помощью были спроектированы такие элементы для Усть-Среднеканской и Красноярской ГЭС".

На сегодняшний момент сотрудники Института вычислительных технологий СО РАН предложили и протестировали методику оптимизации, в которой помимо чисто гидродинамических критериев качества (таких как КПД, кавитационные характеристики) автоматически учитываются также прочность и вес рабочего колеса. Чем ниже вес, тем ниже металлоемкость рабочего колеса и стоимость его изготовления. С другой стороны, уменьшение веса может приводить к снижению прочностного запаса. Прочность и вес рабочего колеса в большой степени определяются распределением толщины лопасти, поэтому при проектировании важно уметь варьировать закон распределения толщин, желательно путем изменения небольшого числа параметров. 

"Общее число геометрических параметров, задающих форму рабочего колеса, включая форму срединной поверхности лопасти и распределения толщины, порядка тридцати, - уточнил Денис Чирков. - Для поиска оптимального набора используется многоцелевой генетический алгоритм, моделирующий процесс естественного отбора в биологии. В ходе оптимизации рассматривается большое число различных вариантов геометрии рабочего колеса, для каждого варианта вычисляются его критерии качества - гидродинамические и прочностные характеристики. Затем отбираются лучшие варианты, на их основе строится новое множество вариантов геометрии и цикл повторяется".

Для демонстрации возможностей разработанной технологии специалисты провели серию оптимизационных расчетов радиально-осевого рабочего колеса гидротурбины в различных постановках. Полученные результаты показывают, что в новой постановке удается одновременно повысить КПД турбины на 0,8 % в широком диапазоне режимов и снизить его вес на 15 % без ухудшения прочностных характеристик лопасти. Здесь необходимо отметить, что современные рабочие колеса служат более 40 лет, их КПД составляет около 95%, поэтому его повышение даже на десятые доли процента дает существенную прибыль генерирующей компании, отметили в пресс-службе Института вычислительных технроргий СО РАН.



Cмотрите также:  Наука  Новосибирская область  Санкт-Петербург
Архив
пн вт ср чт пт сб вск
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
 
Поиск по сайту
Что? Где? Когда?
******

21-22 ноября 2018 года в Новосибирске пройдет торговый форум

*******

12-13 января 2019 года пройдет второй Байкальский международный турнир по подледной рыбалке "BOTIF-2019"

******
Сохраним Байкал!

Экологический кризис на Байкале: новый эпизод с сине-зелеными водорослями
Пробиотики вместо антибиотиков

Уникальные бактериальные препараты производят в наукограде Кольцово
Все о клещах

Новосибирские ученые: как уберечься от заболеваний, переносимых клещами

Планета Земля

2036 год: Апофеоз или Апокалипсис?


Катастрофы: возможность или неизбежность

несмываемые бальзамы для волос


О проекте Контакты Партнеры  
Rambler's Top100
Copyright © 2004-2009, РИА "Сибирь"
E-mail: rian@cn.ru
Телефон: 8(383) 214-20-12