Освоение Арктики: подведены результаты первого года работы по международному проекту EFREA

На видеоконференции – заседании Руководящего комитета проекта KS1054, реализуемого по Программе приграничного сотрудничества «Юго-Восточная Финляндия – Россия 2014-2020», подвели итоги первого года работы проекта «Энергоэффективные системы на основе возобновляемых источников энергии для арктических условий» (EFREA). Члены консорциума – представители Лаппеенранта-Лахти Университета технологий (LUT University), Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого и НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей» обсудили результаты работы первого года и определили план действий на следующий период.

Ученые СПбПУ, ЛУТ и партнерских организаций ведут совместную работу по масштабному проекту EFREA фото https://pixnio.com/ru/ , разрешено к использованию

Проект EFREA отличается комплексным междисциплинарным подходом. Для создания надежной конструкции, стабильно работающей на Крайнем Севере, необходимо не только решить инженерную задачу по ее разработке, но и спрогнозировать обстановку, в которой конструкция будет функционировать. Нужно учесть климатические факторы, подобрать правильные материалы, продумать весь цикл работ, начиная от монтажа и сварки модульной конструкции в сложных погодных условиях. Именно поэтому специалисты самых разных направлений вместе работают над проектом. В СПбПУ это две научные группы – Wind (от англ. «ветер) и Welding (от англ. «сварка»). В них входят ведущие специалисты из двух разных подразделений Политеха – НОЦ «Возобновляемые виды энергии и установки на их основе» (ИСИ) и Высшей школы физики и технологий материалов (ИММиТ).

За первый год проекта участники провели исследования, связанные с формированием базы данных природно-климатической информации в Арктике. Они выявили значения экстремальных характеристик температуры, ветрового потока, а также параметров, влияющих на обледенение. Все это нужно для разработки слоев специальной информационной системы при проектировании оборудования для арктической зоны.

За первый год проекта ученые провели исследования, связанные с формированием базы данных природно-климатической информации в Арктике

«К участию в проекте привлекается и молодежь – уже выполнены три магистерские диссертации, связанные с обоснованием параметров энергокомплексов с адаптированными к северным условиям ветроэнергетическими установками, мощностью до 100 кВт для обеспечения надежного энергоснабжения. Особенностью одной из работ является обоснование параметров и расчет конструктивного исполнения стального модульного фундамента из хладостойкой стали для ветроэнергетической установки. В работе выполнен расчет напряженно-деформированного состояния элементов фундамента и технологии и объединения элементов в единую конструкцию», – подчеркнул научный руководитель группы Wind, профессор Высшей школы гидротехнического и энергетического строительства ИСИ Виктор ЕЛИСТРАТОВ.

Создание сложных конструкций требует глубокого анализа и точных расчетов, а современная инженерия невозможна без моделирования базовых процессов. В фокусе работ на ближайший год для научной группы Welding – математическое моделирование механической прочности и металлургии сварки арктических конструкций. Для выполнения работ по проекту EFREA в Высшей школе физики и технологий материалов создана учебно-научная лаборатория компьютерного моделирования сварочных и химико-металлургических процессов, в которой магистры и аспиранты под руководством профессоров Виктора КАРХИНА и Сергея ПАРШИНА решают задачи термодинамики и металлургии сварки. Научная группа работает над проблемой моделирования механики прочности сварных конструкций в тесном контакте с учеными лаборатории сварки и лаборатории стальных конструкций LUT под руководством профессора Тимо БЬЁРКА.

«В нашей лаборатории комплексное сквозное моделирование основано на применении программ Ansys Mechanical и Thermo-Calc и позволяет решать механические, термодеформационные, металлургические и диффузионные задачи при создании арктических конструкций из сложных легированных сталей и сплавов, начиная с выбора материалов и заканчивая готовой конструкцией», – пояснил научный руководитель группы Welding, профессор Высшей школы физики и технологий материалов Сергей ПАРШИН.

Ученые проекта EFREA работают в тесном контакте с зарубежными коллегами

Участие в проекте EFREA позволило ученым СПбПУ подготовить ряд публикаций и научных монографий, в том числе в соавторстве с зарубежными коллегами: профессор Виктор КАРХИН подготовил в 2019 году монографию “Thermal Processes in Welding”, а профессор Сергей ПАРШИН в 2020 году – монографию «Металлургия сварки». К докладу на международной конференции ISOPE-2020 были приняты две статьи – “The Method of Numerical Modeling of the Level Ice Impact on the Sloping Profile Structures” и “Conceptual Analysis of the Power of Offshore Wind Plants Designed to Operate in Arctic Conditions”. Их подготовил коллектив авторов под руководством профессоров Виктора ЕЛИСТРАТОВА и Александра БОЛЬШЕВА.

Руководящий комитет на состоявшемся заседании высоко оценил результаты первого года проекта и определил план научно-исследовательских работ на ближайший год. Некоторые изменения в деятельности консорциума, связанные с пандемией коронавируса, коснутся проведения научно-практических конференций и семинаров – скорее всего, они пройдут в режиме онлайн. В частности, участники встречи согласовали проведение ближайшей международной онлайн-конференции в рамках проекта на начало октября 2020 года. Политехнический университет Петра Великого станет основным организатором этого события.

Материал подготовлен международными службами СПбПУ

Версия для печати