Введение к работе
Актуальность темы. Ядерная энергетическая установка - изделие машиностроения высокой сложности, представляющее собой комплекс іазличного оборудования, взаимосвязанного непрерывно осуществляемыми іроцессами преобразования, передачи и перераспределения энергии.
Собственно процессу проектирования ядерной энергетической установки ірисущи многостадийность и итерированность, обусловленные сложностью адачи. Причем к качеству принимаемых решений предъявляются высокие ребования, ибо ошибки в ходе проектирования приведут в дальнейшем к іеоправданньїм затратам времени и средств.
Прогрессирующее несоответствие между требованиями сокращения роков проектирования ядерных энергетических установок, повышения ;ачества, безопасности и надежности проектов, и снижение их стоимости іривело к быстрому развитию систем автоматизированного проектирования САПР) ядерных энергетических установок или более привычная абревиатура ІАПР ЯР (система автоматизированного проектирования ядерных реакторов).
В САПР ЯР целесообразно выделить подсистемы: геометрического моделирования, информационную и расчетных обоснований. О здание :истемы расчетных обоснований в САПР ЯЭУ невозможно без использования ффективных методов решения сложных трехмерных задач механики ллошных сред, описывающих процессы теплопереноса и кинетики тпряженно-деформированного состояния з материале конструктивных узлов. Іринципиальньїм моментом при включении системы расчетных обоснований і САПР ЯР является выбор метода решения систем уравнений, описывающих математическую модель установки. Оптимальным представляется выбор :диных методов решения. Хорошо зарекомендовав себя в практике реакторных. >асчетов, метод конечного элемента (МКЭ) при решении широкого круга іьічислительньїх задач позволяет провести корректное описание геометрии инструкции и становится на сегодня основным в инженерных расчетах ЯР.
В настоящее время в САПР используются развитые пакеты інтерактивной машинной графики. В этих условиях несомненные іреимущества имеет системный подход к проектированию, базирующийся на івном выделении м единстве структуры хранения данных для всех типов задач механики сплошных сред заданного класса, использующих МКЭ. При этом все эасчетные программы объединяются в комплекс, единая структура іредставления данных которого в ЭВМ обе ттечивает информационную ^вместимость программ и возможность использования единственной :ервисной программы автоматизации ввода/вывода. Сама разработка сомплекса может вестись поэтапно, последовательно охватывая все большую >бласть решаемых задач.
В связи с этим актуальна задача реализации системного подхода к «зтоматизации расчетов на базе МКЭ в САПР ЯР.
Актуальность данной задачи отражена в "Координационном плане по штоматизации проектирования в реакторостроении "(САПР МАШ), Отраслевой комплексной научно-технической программе автоматизации :ПЕКТР".
Решению этой задачи и посвяшена настоящая работа. Цель работы;
разработка методологии информационной совместимости зсновных подсистем САПР ЯР на базе использования наиболее зерспективного из современных инженерных методов расчета -VIK3;
разработка архитектуры программного обеспечения івтоматизированной системы теплопрочностных расчетов (ПО \СТПР) в составе САПР МАШ и реализация макета ПО АСТПР; разработка методологии проектирования конверторов ПО АСТПР
и реализация автоматизированной системы проектирования конверторов на базе разработанной методологии. Для осуществления указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:
-
Разработаны принципы информационной совместимости системы поиска решений и расчетных обоснований в САПР ЯР.
-
Разработана архитектура ПО АСТПР и на ее основе осуществлена реализация макета ПО АСТПР на супер-мини ЭВМ и на двухмашинном комплексе ЕС ЭВМ - АРМ(СМ ЭВМ).
-
Реализована автоматизированная система прочностных расчетов (АСПР).
-
Разработана методология проектирования конверторов, иа основе которой реализована система автоматизации проектирования конверторов.
-
Апробация системы в реальном проектировании.
Нлучпая новизна.
1. По специальности 01.02.04
- Разработана методология комплексного решения задачи механикі сплошных сред: тепломассопереноса, расчета кинетики температурных полей расчета кинетики напряженно деформированного состояния деформируемы; тел, заключающаяся в том, что для всех классов, рассматриваемых зада1 предлагается единый сеточный образ, единая геометрическая информация, : созданные программные средства позволяют обрабатывать всю информацию і представлять ее в надлежащем виде, что достигается соответствующе! архитектурой программного обеспечения.
- Архитектура программного обеспечения, позволяющая включат!
современные средства задания, контроля, визуализации информации
трехмерных конечно-элементных моделей.
- Результаты решения конкретных сложных трехмерных задач механики ш
анализу мд.с.двухзапорного клапана,
2. По специальности 05.13.12
- Применен системный подход к автоматизации расчетов на базе МКЭ і САПР ЯР.
-Разработана методология проектирования конверторов для АСТПР. 3 11а стыке специальностей 01.02.04 и 05.13.12
- Разработана методолошя информационной совместимости подскстс
расчетных обоснований САПР ЯР на базе использования МКЭ, позеолякошді
применить современные методы механики сплошных сред для САПР ЯР.
- Разработала автоматизипованная система теплопрочностных расчетов в
САПР ЯР. ' ' .
'Ь.-читаемые положения.
іТПршщпіш и методология информационней совместимости подсистем по!<ска решений и расчетных обоснований в САПР ЯР на базе обз.емных конечных элемент он.
-
Архитектура ПО АСТПР в САПР ЯР.
-
Методология проектирования конверторов'.
-
Результаты программной реализации разработок в практическом проектировании.
ІІрДеХі ' і"ска я зна чимость:
Результаты работы использованы при создании 1 и 2 очередей отраслевой системы автоматизированного проектирования изделий мяшиноетрленнч (САПР МАШ), используются на головном по САПР ::р= дпрнятин отрасли при проектировании широкою спектра энергоустановок, чеп.'ре «конченные программные разработки переданы в НИИ и КБ, з.з.:;:'\':!!'4цн\ся проектированием ядерныч реакторов.
Апробация работы.
Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на международном симпозиуме INFO-K9 "Разработка и использование персональных ЭВМ" (Минск, 1989), на школе ВДНХ "Программное обеспечение инженерных прочностных расчетов в САПР машиностроения" (Москва, 1990), на IV Всесоюзной школе Теоретические основы и конструирование численных алгоритмов решения задач математической физики" (Горький, 19.46), на Второй Всесоюзной научно-технической конференции "Практическое применение современных технологий программирования, пакетов прикладных программ в вычислительных системах и сетях ЭВМ" (Днепропетровск, 1991)), на Втором отраслевом совещании по САПР (Горький, 19.S7), на международной конференции 'Технология программирования 90-х" (Киев,1991).
Публикации.
Основное содержание диссертационной работы отражено в 8-ми публикациях /1-S/.