Федеральная служба по интеллектуальной собственности Российской Федерации выдала свидетельство external link, opens in a new tabо государственной регистрации программы для ЭВМ № 2025696853 «Виртуальный тренажер процесса развития естественной циркуляции жидкости в канале» (описаниеexternal link, opens in a new tab), разработанной учеными Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева (НГТУ).
Авторами программы являются сотрудники НГТУ: Сатаев Александр Александрович, Самойлов Александр Максимович и Шутов Артем Алексеевич.
Суть проекта - виртуальный учебный тренажер моделирует технологический процесс естественной циркуляции в интерактивной среде. Программа обрабатывает входящие данные в виде объема расхода воды и напряжения на трансформаторе, рассчитывая температуры на соответствующих различным участкам термопарах.
Главная особенность программы - интеграция математической модели физического процесса в интерактивную VR-среду. Новая программа рассчитывает параметры в реальном времени. Она обрабатывает данные расхода воды и выдает точные температурные значения на виртуальных датчиках. Кроме того, ученые политеха внедрили информационную модель, которая дает контекстные подсказки по каждому элементу оборудования в отличие от прежних моделей.
Синхронизация сложной математики (включая матанализ) с графическим движком стала самым сложным этапом в разработке. Ряд сотрудников отвечал за теоретическую базу и математическое описание процессов, обеспечив точность того, как тренажер реагирует на вводные данные (расход воды, напряжение). Остальные ученые следили за переносом данных в код и их визуализацию в VR таким образом, чтобы поведение виртуального стенда полностью соответствовало реальной физике, но при этом программа работала плавно и интерактивно.
Новая программа для ЭВМ актуальна и может применяться для безопасности АЭС. Естественная циркуляция - ключевой механизм, который позволяет отводить тепло от активной зоны реактора даже в нештатных ситуациях (например, при отказе насосов). Тренажер позволяет глубоко изучать и отрабатывать этот процесс.
Проект также будет полезен для науки и проектирования: программа дает возможность «заглянуть внутрь» работающей системы, увидеть скрытые процессы и протестировать различные режимы, что полезно как для исследователей, так и для конструкторов нового оборудования.
В настоящее время виртуальный тренажер внедряется в учебный процесс Института ядерной энергетики и технической физики (ИЯЭиТФ) НГТУ им. Р.Е. Алексеева, по заказу которого и велась данная разработка. Новая программа станет частью лабораторного практикума для студентов, обучающихся по специальностям, связанным с проектированием и эксплуатацией атомных станций и ядерных реакторов.
Тренажер незаменим в подготовке будущих специалистов – это «цифровой двойник» реального лабораторного стенда. Инженеры и операторы могут проводить сотни экспериментов, совершать ошибки и анализировать последствия без малейшего риска для себя и без затрат на дорогостоящее оборудование, энергию и ремонт.
Это новая возможность изучить процессы, которые в реальности скрыты внутри оборудования. Программа развивает навыки диагностики и анализа режимов, формируя у инженера понимание физических процессов еще до выхода на реальный объект, что значительно повышает качество подготовки выпускников.