Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ
ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ
НЕФТЕГАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ В
РАЙОНАХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ
ОАО ...
Scientific software development 2
Деятельность компании Simmakers
Разработка наукоемкого программного обеспечения
для инже...
Scientific software development 3
Сотрудники компании
Победители
международных
олимпиад по
математике и
программированию
К...
Scientific software development 4
Резидент
Партнерство
Достижения за последний 2013-й год
Californian University
in Los-An...
Scientific software development
Сотрудничество с NVIDIA в области
параллелизации вычислений и визуализации
5
Графические у...
Scientific software development 6
Теплотехнические расчеты грунтов
Назначение
Оценка теплового влияния
фундаментов зданий ...
Scientific software development 7
Frost 3D Universal сертифицирован в Российской Федерации
FROST 3D – ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС...
Scientific software development
Теплотехнический расчет в FROST 3D
 Этап 1: 2D геометрическая модель рассматриваемого уча...
Scientific software development
 Этап 2: Восстановление 3D геометрии
9
Резервуар Бованенковского месторождения
Scientific software development
 Этап 3: Создание расчетной сетки, задание граничных
условий и теплофизических свойств
10...
Scientific software development
Визуализация расчета в FROST 3D
 Результаты моделирования в 3D
11
Scientific software development
Изолинии температур в FROST 3D
 Результаты моделирования в сечении
12
Scientific software development
Расчет ореола оттаивания грунтов
вокруг нефтепровода
13
Участок нефтепровода «Восточная Си...
Scientific software development
Результаты расчета через 1 год
14
Температурное поле
через 1 год - 05.10.2012
Поперечное с...
Scientific software development
Ореол оттаивания грунтов через 1 год
15
Ореол оттаивания через
1 год - 05.10.2012
Поперечн...
Scientific software development
Результаты расчета через 10 лет
16
Температурное поле
через 10 лет - 28.09.2021
Поперечное...
Scientific software development
Ореол оттаивания грунтов через 10 лет
17
Ореол оттаивания через
10 лет - 28.09.2021
Попере...
Scientific software development
Термостабилизация грунта под резервуаром
с нефтью
18
Область моделирования
90x90x33 м
Толщ...
Scientific software development
Результаты моделирования в FROST 3D
19
Результаты расчета
температурного поля
Поперечное с...
Scientific software development
Строительство туннелей и плотин.
Замораживание грунта с учетом фильтрации
20
Размер област...
Scientific software development
Расчет замораживания грунта в туннеле
21
Результаты расчета
температурного поля
Scientific software development
Расчет больших моделей. Fukushima Ice Wall
22
Размер области
моделирования
450x210x30 м
10...
Scientific software development
3D модель Fukushima Ice Wall
23
3D геометрическая
модель объектов
инфраструктуры
АЭС «Фуку...
Scientific software development
Результат расчета Fukushima Ice Wall
24
Результаты
расчета
тепловых
полей
Распределение
те...
Scientific software development 25
Анализ скорости расчета
в области 10х10х25м
Программа
Количество узлов в
расчетной сетк...
Scientific software development
x4,0
x46,5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
100M DOF
Speedup
Intel Core i7-3770
Nvidia Tesla...
Scientific software development
Заключение
 Трехмерное компьютерное моделирование является
эффективным инструментом для к...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Теплотехнические расчеты при проектировании нефтегазовых объектов в районах распространения многолетнемерзлых грунтов

1,634 views

Published on

Доклад компании был посвящен вопросу выполнения теплотехнических расчетов при проектировании нефтегазовых объектов на многолетнемерзлых грунтах. Актуальность выполнения теплотехнических расчетов оснований, фундаментов, свай, трубопроводов, скважин и других нефтегазовых объектов обусловлена тем, что незначительное повышение температуры многолетнемерзлых грунтов приводит к значительному снижению их несущей способности. В докладе рассмотрена технология компьютерного моделирования тепловых процессов в грунтах с помощью программы Frost 3D Universal. Представлены результаты моделирования термостабилизации грунтов под резервуаром при использовании различных охлаждающих систем – тепловой колонки и горизонтальной естественно действующей трубчатой системы (ГЕТ системы). На примере участка нефтепровода ВСТ (Восточная Сибирь — Тихий океан), проведен тепловой анализ трубопровода с учетом толщины теплоизоляции, конструкции траншеи, наличия теплоизоляционных материалов в траншее, влияния климатических факторов и др. Рассчитана динамика ореола оттаивания вокруг подземного нефтепровода в течение двадцати лет. Представлены результаты моделирования искусственного замораживания грунта при строительстве тоннеля в сложных геотехнических условиях – наличие большой фильтрации грунтовых вод. На примере моделирования искусственной ледяной стены вокруг АЭС Фукусима продемонстрированы возможности программы по расчету масштабных площадок – более километра в периметре. Численные методы, заложенные в программу для теплового расчета Frost 3D Universal, эффективно распараллелены под многоядерные CPU и GPU процессоры. Сравнительный анализ степени параллелизации программы Frost 3D Universal показал, что скорость вычислений на графическом ускорителе Tesla в сорок раз выше в сравнении с одноядерной версией для CPU. При этом в таких широко известных программах, как ANSYS и ABAQUS, при переносе вычислений с CPU на GPU максимальное ускорение достигается в 3,2 раза. Таким образом, графические ускорители Tesla и программное обеспечение от компании Симмэйкерс позволяют достичь ускорения вычислений ранее достижимых только на суперкомпьютерах.
Видео доклада: https://www.youtube.com/watch?v=dAWqTCumwxE

Published in: Technology
  • Чтобы увидеть описание для каждого слайда переключитесь во вкладку 'Notes on Slide'
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here

Теплотехнические расчеты при проектировании нефтегазовых объектов в районах распространения многолетнемерзлых грунтов

  1. 1. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ НЕФТЕГАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ В РАЙОНАХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ ОАО «Гипротюменнефтегаз» , г. Тюмень, 2014 XIV научно-практическая конференция «Информационные технологии в проектировании» ООО «Симмэйкерс» www.simmakers.ru
  2. 2. Scientific software development 2 Деятельность компании Simmakers Разработка наукоемкого программного обеспечения для инженерного анализа Компьютерное моделирование  Математические модели  Распараллеливание алгоритмов  3D визуализация
  3. 3. Scientific software development 3 Сотрудники компании Победители международных олимпиад по математике и программированию Кандидаты наук и президентские стипендиаты > 60 научных публикаций 5 сертифицированных программных комплексов
  4. 4. Scientific software development 4 Резидент Партнерство Достижения за последний 2013-й год Californian University in Los-Angeles Сотрудничество Оценка нашей технологии международными экспертами: 47 баллов из 48 возможных!
  5. 5. Scientific software development Сотрудничество с NVIDIA в области параллелизации вычислений и визуализации 5 Графические ускорители TESLA и ПО от Simmakers Ltd. позволяют достичь ускорения вычислений ранее достижимых только на суперкомпьютерах
  6. 6. Scientific software development 6 Теплотехнические расчеты грунтов Назначение Оценка теплового влияния фундаментов зданий и сооружений, скважин, трубопроводов и др. на многолетнемерзлые грунты Знание температурного распределения необходимо при определении 1)осадки и морозного пучения грунта 2)несущей способности оснований и фундаментов 3)устойчивости на воздействия сил морозного пучения
  7. 7. Scientific software development 7 Frost 3D Universal сертифицирован в Российской Федерации FROST 3D – ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ  Трубопроводов наземных и подземных  Автомагистралей и железных дорог  Фундаментов и оснований  Опор ЛЭП  Дамб и плотин  Тоннелей и шахт  Теплоизоляции зданий и сооружений Позволяет выполнять теплотехнические расчеты при проектировании:
  8. 8. Scientific software development Теплотехнический расчет в FROST 3D  Этап 1: 2D геометрическая модель рассматриваемого участка 8
  9. 9. Scientific software development  Этап 2: Восстановление 3D геометрии 9 Резервуар Бованенковского месторождения
  10. 10. Scientific software development  Этап 3: Создание расчетной сетки, задание граничных условий и теплофизических свойств 10 Расчетная сетка в FROST 3D – 4 млн. ячеек
  11. 11. Scientific software development Визуализация расчета в FROST 3D  Результаты моделирования в 3D 11
  12. 12. Scientific software development Изолинии температур в FROST 3D  Результаты моделирования в сечении 12
  13. 13. Scientific software development Расчет ореола оттаивания грунтов вокруг нефтепровода 13 Участок нефтепровода «Восточная Сибирь – Тихий Океан», расположенный в грунте с подземными льдами мощностью до 4-х метров. Область моделирования 25x25x15 м Количество узлов 2,9 млн.
  14. 14. Scientific software development Результаты расчета через 1 год 14 Температурное поле через 1 год - 05.10.2012 Поперечное сечение и продольное сечение
  15. 15. Scientific software development Ореол оттаивания грунтов через 1 год 15 Ореол оттаивания через 1 год - 05.10.2012 Поперечное сечение и продольное сечение
  16. 16. Scientific software development Результаты расчета через 10 лет 16 Температурное поле через 10 лет - 28.09.2021 Поперечное сечение и продольное сечение
  17. 17. Scientific software development Ореол оттаивания грунтов через 10 лет 17 Ореол оттаивания через 10 лет - 28.09.2021 Поперечное сечение и продольное сечение
  18. 18. Scientific software development Термостабилизация грунта под резервуаром с нефтью 18 Область моделирования 90x90x33 м Толщина теплоизолятора 5 см Количество узлов 3,13 млн.
  19. 19. Scientific software development Результаты моделирования в FROST 3D 19 Результаты расчета температурного поля Поперечное сечение и продольное сечение
  20. 20. Scientific software development Строительство туннелей и плотин. Замораживание грунта с учетом фильтрации 20 Размер области моделирования 62x20.2x18.5 м Скорость фильтрации 1.25 м/д 23 охлаждающие трубы Количество узлов 2,03 млн.
  21. 21. Scientific software development Расчет замораживания грунта в туннеле 21 Результаты расчета температурного поля
  22. 22. Scientific software development Расчет больших моделей. Fukushima Ice Wall 22 Размер области моделирования 450x210x30 м 1073 охлаждающие трубы Скорость фильтрации 0.1 м/д Количество узлов 17,83 млн.
  23. 23. Scientific software development 3D модель Fukushima Ice Wall 23 3D геометрическая модель объектов инфраструктуры АЭС «Фукусима» в программе Frost 3D Результаты расчета тепловых полей
  24. 24. Scientific software development Результат расчета Fukushima Ice Wall 24 Результаты расчета тепловых полей Распределение температуры и льдистости в сечении YZ на 10.12.2014
  25. 25. Scientific software development 25 Анализ скорости расчета в области 10х10х25м Программа Количество узлов в расчетной сетке Время FROST 3D 168 100 9 c COMSOL 168 100 316 с ANSYS 142 000 757 c FROST 3D 1 043 001 116 c COMSOL 1 043 001 6161 c ANSYS 1 193 343 9690 c 0 5 10 250 260 270 280 Температура,К z, м точное решение разработанная программа COMSOL ANSYS 10м 10м 25м Слайд из презентации 2013 г.
  26. 26. Scientific software development x4,0 x46,5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 100M DOF Speedup Intel Core i7-3770 Nvidia Tesla K20c Параллелизация вычислений Frost 3D 26 Версия Speed up Max RAM Max DOF Model Single-core CPU 32 bit x1 2 Gb 2 М Single-core CPU 64 bit x1 32 Gb 500М Multi-core CPU 64 bit x4 64 Gb 1000М Multi-core GPU 64 bit x40 12 Gb 200М ABAQUS 6.11Frost 3D Universal Ускорение х46 х2,4 х3,2
  27. 27. Scientific software development Заключение  Трехмерное компьютерное моделирование является эффективным инструментом для количественной оценки теплового влияния скважин, трубопроводов, резервуаров, зданий и других сооружений на многолетнемерзлые грунты.  Использование программы FROST 3D Universal позволяет оценить степень оттаивания и промерзания грунтов вокруг свай, трубопроводов, сооружений и др. с учетом геолого-литологического строения грунтов, метеорологических условий, фильтрации грунтовых вод, использования теплоизоляционных материалов и термостабилизаторов.

×