| Название НИОКТР |
Аэросервотермоупругое моделирование арктических ветроэнергетических установок, расположенных на деградирующих многолетнемерзлых основаниях
|
| Аннотация |
В связи с богатыми залежами топливных и минеральных ресурсов, стратегическим значением Северного морского пути, а также роли в обеспечении национальной безопасности страны Арктика является чрезвычайно важным для России регионом. Эта территория отличается экстремальными природно-климатическими условиями, низкой плотностью населения, удаленностью от основных промышленных центров и зависимостью хозяйственной деятельности и жизнеобеспечения населения от поставок топлива, продовольствия и товаров первой необходимости из других регионов страны. Суммарный завоз дизельного топлива составляет более 350 тыс. тонн за год. Наносится значительный ущерб ранимой северной природе выбросами парниковых газов и продуктов сгорания топлива. В то же время ресурсы возобновляемых источников энергии (прежде всего ветровой) в этих регионах достаточно велики для экономически эффективного использования. Модернизацию и строительство новых систем энергоснабжения в Арктике эффективно проводить путем создания систем энергоснабжения с адаптированными к российским климатическим условиям ветроэнергетическими установками (ВЭУ). Большинство современных проектов на территории российской Арктики используют импортные ВЭУ, применение которых сопряжено со множеством трудностей из-за ухода иностранных производителей оборудования, разработчиков методик и ПО для проектирования ВЭУ. В связи с этим, необходима разработка отечественной методики проектирования ВЭУ с использованием передовых технологий и цифровых методов моделирования. Особенно это важно для российской Арктики, где экстремальные условия требуют разработки уникальных арктических ВЭУ особого класса S со специальными конструкциями башен и фундаментов для строительства на многолетнемерзлых грунтах, подверженных деградации вследствие глобального потепления.
Проблема моделирования арктических ВЭУ является актуальной и для других стран: за последние годы опубликован ряд зарубежных работ, посвященных моделированию и исследованию ВЭУ на многолетнемерзлых грунтах на Аляске. Применяемые в данных работах подходы основываются на методах аэросервоупругого моделирования ВЭУ, при этом проблема учета деформационных свойств многолетнемерзлого основания решается индивидуально на основе упрощенных эмпирических закономерностей и зафиксированных натурных данных о температуре основания в конкретный момент времени без учета прогнозных климатических изменений и теплофизических процессов в основании.
Настоящий проект направлен на разработку комплексной методики моделирования ВЭУ для суровых природно-климатических условий регионов Арктики. С этой целью планируется дополнить методы аэросервоупругого моделирования ВЭУ теплофизическими и упругопластическими моделями многолетнемерзлого основания для создания методики аэросервотермоупругого моделирования системы «ВЭУ - фундамент - основание», учитывающего вращение ветроколеса, систему управления, колебания лопастей, башни, фундамента при действии арктического турбулентного ветрового потока для расчета энергетических характеристик ветроагрегата и анализа надежности и устойчивости установки при прогнозных климатических изменениях. Важным аспектом является слабая изученность явлений, происходящих в мерзлых и оттаивающих основаниях при динамических воздействиях, и отсутствие методов их моделирования с учетом физико-механических свойств грунта и частоты, амплитуды динамического воздействия. Для валидации разрабатываемой методики проектом предусматриваются лабораторные модельные и натурные исследования системы «ВЭУ-фундамент-основание».
Запланированные научные результаты посвящены актуальным проблемам и соответствуют мировому уровню исследований в области арктического строительства и проектирования объектов ветроэнергетики, поскольку впервые будет проведён комплексный анализ и моделирование взаимодействия ВЭУ с её фундаментом и многолетнемерзлым основанием в условиях арктического климата и деградации мерзлоты.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
3000.0
|
| Дата начала |
2025-01-01
|
| Дата окончания |
2026-12-31
|
| Номер контракта |
25-29-00497
|
| Дата контракта |
2024-12-28
|
| Количество отчетов |
2
|
| УДК |
621.311.24; 621.548
|
| Количество просмотров |
7
|
| Руководитель работы |
Елистратов Виктор Васильевич
|
| Руководитель организации |
Фомин Юрий Владимирович
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-12-11 09:43:28 UTC, 2025-12-11 09:43:28 UTC
|
| ОКПД |
Сооружения топливо-энергетических предприятий прочие, не включенные в другие группировки
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
Арктика; климатические изменения; цифровое моделирование; многолетнемерзлые грунты; фундамент; башня; аэросервотермоупругое моделирование; ветроэнергетическая установка
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Поисковое (ориентированные фундаментальные) исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
44.39.29 - Ветроэнергетические установки и станции
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Энергетика и топливо; Cтроительная инженерия
|
| Приоритеты научно-технического развития |
б) переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников энергии, способов ее передачи и хранения;; а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;; е) повышение уровня связанности территории Российской Федерации путем создания интеллектуальных транспортных, энергетических и телекоммуникационных систем, а также занятия и удержания лидерских позиций в создании международных транспортно-логистических систем, освоении и использовании космического и воздушного пространства, Мирового океана, Арктики и Антарктики;
|
| Регистрационные номера |
ikrbs: {'card_list': [{'id': 'YR8N9G8QDMA25W8MHHAZ8PH0'}]}
|
