Программный комплекс Frost 3D Universal
Позволяет получать научно-обоснованные прогнозы тепловых режимов многолетнемерзлых грунтов в условиях теплового влияния трубопроводов, добывающих скважин, гидротехнических и других сооружений с учетом термостабилизации грунта. Программный комплекс разработан на основе десятилетнего опыта компании Simmakers в области программирования, вычислительной геометрии, численных методов, трехмерной визуализации и распараллеливании вычислительных алгоритмов.
Основные функциональные возможности Frost 3D Universal
- создание трехмерной геометрии расчетной области с учетом рельефа поверхности и геолого-литологического строения грунтов;
- создание трехмерной геометрии трубопроводов, добывающих скважин, оснований и фундаментов сооружений;
- импорт трехмерной геометрий объектов в форматах Wavefront (OBJ), StereoLitho (STL), 3D Studio Max (3DS) и Frost 3D Objects (F3O);
- ведение базы данных теплофизических свойств грунтов, материалов строительных объектов, климатических факторов и параметров охлаждающих устройств;
- задание теплофизических и гидрологических свойств для трехмерных геометрических объектов, и условий теплообмена на поверхностях объектов;
- расчет распределения температур и содержания незамерзшей воды в расчетной области с учетом фазовых превращений и конвективного переноса тепла;
- расчет фильтрации грунтовых вод;
- визуализация тепловых полей, содержания незамерзшей влаги и скорости фильтрации в трехмерном пространстве в динамике;
- возможность визуализации тепловых полей и содержания незамерзшей влаги в сечении цветовым распределением и изолиниями;
- возможность построения графических зависимостей изменения температуры и содержания незамерзшей влаги от координаты или времени.
Преимущества Frost 3D Universal
- в основу положены современные научные достижения в области численных методов и математического моделирования процессов тепломассопереноса;
- вычислительные алгоритмы программы Frost 3D Universal распараллелены под многоядерную 64-х разрядную архитектуру CPU и GPU, что позволило увеличить скорость расчета в десятки раз по сравнению с последовательными вычислительными алгоритмами;
- является уникальным программным решением, учитывающим особенности процесса термостабилизации вечномерзлых грунтов с помощью охлаждающих устройств;
- позволяет производить долгосрочное прогнозирование растепления многолетнемерзлых грунтов больших расчетных областей (километры);
- учитывает влияние динамики изменения толщины снежного покрова и интенсивности солнечной радиации на температурный режим грунтов;
- возможность изменения теплофизических свойств и условий теплообмена в процессе расчета;
- расчет фильтрации грунтовых вод;
- учитывает конвективный перенос тепла за счет фильтрации грунтовых вод.
Исходные данные для выполнения теплотехнических расчетов в программе Frost 3D Universal:
- Данные для построения трехмерной геометрической модели рассматриваемой области моделирования
- инженерно-геологическое строение грунтов
- чертеж строительных объектов и расположение теплоизоляционных материалов.
- Теплофизические свойства грунтов: теплопроводность и объемная теплоемкость в талом и мерзлом состоянии, плотность, температура начала фазового превращения, суммарное влагосодержание, зависимость доли влагосодержания от температуры.
- Теплопроводность, теплоемкость и плотность строительных материалов, включая теплоизоляционные материалы.
- Вертикальное распределение температуры в грунте на начало прогноза (данные по термометрической скважине).
- Метеорологические данные: изменение температуры воздуха, скорости ветра на поверхности, изменение толщины снежного покрова во времени (если необходимо учесть влияние толщины снежного покрова).
- Гидрогеологические свойства грунтов: для влагонасыщенных грунтов при неизвестном уровне грунтовых вод и поле скоростей фильтрации:
- Зависимости от времени уровня грунтовых вод по периметру исследуемой области;
- Значения коэффициентов фильтрации для грунтов.