Сотрудники кафедры вычислительной математики и компьютерного моделирования механико-математического факультета Томского государственного университета разработали цифровой двойник промышленного клапана, применяемого в нефтегазотранспортных системах. Работа выполнена по заказу ООО «Газпром трансгаз Томск», рассказали Наука Mail в ТГУ.
Модель воспроизводит течение метана внутри сложной геометрии клапана и позволяет определять гидродинамические нагрузки на конструкцию при разных режимах эксплуатации. Величина этих нагрузок определяется одновременно расходом газа, перепадом давления и степенью открытия клапана. Детально изучать влияние каждого из этих факторов на действующем оборудовании сложно — поэтому натурные испытания заменили серией вычислительных экспериментов.
Впервые для такого клапана получены количественные зависимости гидродинамической силы от степени открытия и перепада давления. Модель верифицирована по паспортной пропускной способности клапана: расхождение с реальными показателями составило менее 5%. Это дает инженерам инструмент для прогнозирования нагрузок без остановки производства и без риска повреждения техники.
Ценность цифрового двойника заключается не в трехмерном изображении объекта. В его основе — математическая модель, которая воспроизводит физические процессы, происходящие в реальном оборудовании. Благодаря этому мы можем изменять условия его работы в виртуальной среде, проводить серию вычислительных экспериментов и исследовать режимы, которые на действующем оборудовании воспроизвести сложно, дорого, а иногда и невозможно
Ранее Наука Mail рассказывала о создании в России комплекса цифровых двойников для нефтеперекачивающих станций, позволяющего совместно моделировать электрические и технологические процессы.