Логос Аэро-Гидро — первый программный продукт Росатома на рынке CAE

Дмитрий Фролов, маркетолог по продвижению продукта, ООО «Русатом-Цифровые решения»

Госкорпорация «Росатом» представила свой первый тиражируемый программный продукт Логос Аэро-Гидро, предназначенный для решения инженерных задач в области течения жидкости и газа, многофазных и реагирующих потоков и акустики. В статье описываются функционал продукта, классы решаемых задач и планы на дальнейшее развитие пакета программ Логос.

Сегодня во всем мире, в том числе и в российской промышленности, применение инструментов для численного моделирования (CAE-инструментов) перестало быть просто способом валидации конструкторских решений на поздних этапах разработки и проектирования изделий. Все чаще такие инструменты используются на ранних этапах, а результаты, полученные с их применением,  служат основой для принятия решений.

По статистике объем использования подобных CAE-инструментов с каждым годом неуклонно растет и все большее количество технических специалистов вовлекается в процессы моделирования как эпизодически, так и на постоянной основе. Применение инструментов для численного моделирования становится не просто конкурентным преимуществом промышленных предприятий, а скорее конкурентной необходимостью.

Не секрет также, что политическая ситуация в мире в значительной мере повлияла на возможность приобретения некоторыми отечественными предприятиями зарубежного программного обеспечения для решения своих повседневных и стратегических инженерных задач.

Отвечая на эти изменения, в декабре 2018 года Госкорпорация «Росатом» представила свой первый тиражируемый программный продукт Логос Аэро-Гидро, предназначенный для решения инженерных задач в области течения жидкости и газа, многофазных и реагирующих потоков и акустики (рис. 1). Логос Аэро-Гидро является первым коммерческим решением, входящим в состав пакета программных продуктов Логос.

Рис. 1. Интерфейс программного продукта Логос Аэро-Гидро

Программные продукты Логос разрабатываются с 2009 года высококвалифицированной командой специалистов ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» в тесном сотрудничестве с ведущими академическими институтами и промышленными предприятиями. При создании продуктов Логос используются только собственные разработки и лишь небольшая часть — это программные компоненты, приобретаемые на исключительных правах или лицензируемые у российских софтверных и инжиниринговых компаний.

Следующими к коммерческому релизу готовятся программные продукты Логос Тепло и Логос Прочность, выход которых планируется в конце 2019-го и 2020 года соответственно (рис. 2).

Рис. 2. График выхода коммерческих релизов программных продуктов Логос

Расширенный функционал

Логос Аэро-Гидро позволяет решать различные прикладные и исследовательские задачи в области течения жидкостей и газов с использованием широкого набора математических моделей и алгоритмов. Основные физические процессы, моделируемые при помощи Логос Аэро-Гидро:

• ламинарные и турбулентные течения (рис. 3);
• многокомпонентные и многофазные течения;
• течения дисперсных сред;
• течения со свободной поверхностью;
• кинематика и динамика твердого тела в потоке;
• горение и химическая кинетика;
• акустика дальнего поля;
• теплокомфорт;
• обледенение.

Логос Аэро-Гидро поддерживает технологии кластерных и суперкомпьютерных вычислений, что позволяет значительно сократить время проведения расчетов для ресурсоемких инженерных задач. Апробированная эффективность алгоритмов распараллеливания достигает 100 тыс. вычислительных ядер.

Рис. 3. Моделирование нестационарного истечения струи вихреразрешающими методами

Разработан для решения промышленных задач

Логос Аэро-Гидро разработан с учетом требований, полученных от российских предприятий, для решения промышленных задач в различных отраслях промышленности, включая авиастроение, двигателестроение, космическую отрасль, судостроение, транспортное машиностроение и энергетику.

Некоторые классы промышленных задач, решаемые в Логос Аэро-Гидро:

• авиастроение:
  • аэродинамика летательных аппаратов,
  • гидравлические и охлаждающие системы,
  • мкроклимат в салоне и обледенение;
• двигателестроение:
  • расчет течений в лопаточных машинах (рис. 4),
  • определение эффективных показателей,
  • процессы в камере сгорания;
• космическая отрасль:
  • ветровые нагрузки на стартовый комплекс,
  • стартовая аэродинамика и отделение ступеней аппаратов,
  • процессы в ракетных двигателях;
• судостроение:
  • остойчивость, маневренность и самоходность,
  • эффективность движетелей,
  • температура в жилых и грузовых отсеках;
• транспорт:
  • внешняя аэродинамика,
  • производительность ДВС,
  • комфорт пассажиров;
• энергетика:
  • моделирование многофазных течений (рис. 5),
  • химическая кинетика,
  • вентиляция и охлаждения силовых агрегатов.

Рис. 4. Поле чисел Маха в плоской решетке турбины

Рис. 5. Течение теплоносителя в реакторе РИТМ-200

Внедрение в промышленности

Программные продукты Логос, в том числе и Логос Аэро-Гидро, уже переданы в опытную эксплуатацию более чем на 70 предприятий ОПК и высокотехнологичных отраслей промышленности, организаций РАН, науки и образования, включая ПАО «Компания «Сухой», ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова», АО «АТОМПРОЕКТ», ПАО «КАМАЗ», МАИ и многие другие.

Так, например, на VI Международном технологическом форуме «Инновации. Технологии. Производство», прошедшем в апреле текущего года в Рыбинске, «Объединенной двигателестроительной корпорацией» была подписана дорожная карта по верификации и внедрению программных продуктов Логос в российском двигателестроении в сотрудничестве с Госкорпорацией «Росатом» и ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ».

Дорожная карта направлена на взаимовыгодное сотрудничество ее участников в области применения программных продуктов Логос (коммерческого релиза Логос Аэро-Гидро и пилотных релизов Логос Тепло и Логос Прочность) для решения основных классов задач в проектировании авиационных двигателей, связанных с моделированием физических процессов, включая течение жидкости и газа, процессы теплообмена и прочностной анализ.

Обучение пользователей

Для ускорения освоения программных продуктов Логос и внедрения их в процессы проектирования предприятий, Госкорпорация «Росатом» предлагает полный спектр обучающих курсов: от обзорных до расширенных, разработанных под специфические задачи пользователей.

Для реализации образовательных программ с 2015 года на базе ООО «ЦКО», дочерней организации ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», проводятся обучающие курсы по Логос, а в октябре этого года был открыт еще один учебный центр Логос, но уже в Москве, на базе НИКИЭТ им. Н.А. Доллежаля.

Обучение по работе в программных продуктах Логос проводят квалифицированные специалисты в области численного моделирования, имеющие большой опыт работы на промышленных предприятиях и участия в инновационных научно-исследовательских проектах.

Учебные центры оборудованы современными рабочими станциями с доступом к высокопроизводительному вычислительному кластеру, а каждый слушатель во время обучения получает все необходимые методические материалы и консультации от преподавателей. По завершении обучения слушателям выдается удостоверение о повышении квалификации государственного образца.

Адаптация и развитие под новые задачи

Если пользователям будет недостаточно базового функционала программных продуктов Логос для решения узкоспециализированных задач или выстраивания специфических расчетных процессов, то команда разработчиков готова предложить услуги по адаптации и доработке существующего, а также разработке принципиально нового уникального функционала.

По запросу пользователей для программных продуктов Логос могут быть специально разработаны и добавлены новые физические модели и математические алгоритмы, а также специализированные инструменты для подготовки модели и обработки полученных результатов. Для российских пользователей зарубежных программных продуктов САЕ-класса такая возможность практически недоступна, что связано либо с удаленностью разработчика и языковым барьером, либо с низким приоритетом российского рынка в общей массе пользователей.