Традиционные подходы проектирования АЭС основаны на упрощенных математических моделях, не способных полноценно отразить сложные физические процессы. Ввиду этого проектировщикам приходится закладывать значительные коэффициенты запаса, например, для толщины оболочек и предельных режимов эксплуатации.
По сообщению СПбПУ, сотрудниками ВУЗа разработаны новые технологии проектирования АЭС на основе программ конечно-элементного анализа. Это инструменты численного моделирования поведения конструкций, материалов и систем в разных условиях и под воздействием различных нагрузок. Они способны детально описывать мультифизические процессы изменения прочности, теплопередачи, гидрогазодинамики, электромагнетизма, связанные с функционированием АЭС.
Для моделирования взаимодействия здания с грунтовым основанием ученые использовали метод синтеза динамических подструктур. Он основан на преобразовании масштабной расчетной модели из десятков и сотен тысяч элементов в единый «суперэлемент», сохраняющий динамические характеристики исходной системы и поведение исходной конструкции, что повышает вычислительную эффективность.
По результатам уточнены сейсмические нагрузки для АЭС. Так, установлено, что фактические значения более чем вдвое ниже нормативных.
На основе полученных результатов возможно сокращение толщины конструкций и количества материалов, оптимизация инженерных систем и оборудования. Это позволит значительно снизить затраты на строительство АЭС.
В дальнейшем исследователи планируют автоматизировать новые технологии и внедрить их в отраслевые стандарты.
