Научно-исследовательская лаборатория «Цифровое проектирование энергетических сооружений в Арктике» (ЦПЭСвА) НЦМУ СПбПУ
Руководитель
Елистратов Виктор Васильевич
доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией
Ведущие ученые
Общая численность сотрудников лаборатории – 18, из них молодых исследователей (до 39 лет) – 12.
Область научных исследований
Цифровые технологии создания арктических энергетических сооружений с применением адаптированных материалов нового поколения и роботизированных систем.
Ключевые задачи
Разрабатываемая методология цифрового проектирования и моделирования арктических энергетических сооружений включает совместное использование методов мультидисциплинарного математического моделирования процессов взаимодействия и поведения отдельных элементов и сооружения в целом под влиянием природных и техногенных воздействий; методов расчетного обоснования конструкции с помощью наукоемких программных комплексов и технологических решений с учетом матрицы целевых показателей и ресурсных ограничений; 3D параметрическое конструирование и проектирование сооружений и установок возобновляемой энергетики с использованием достоверной природно-климатической информации; методов системного инжиниринга для обеспечения эксплуатационной надежности и безопасности работы объекта в течение всего жизненного цикла в условиях активно развивающихся климатических изменений в Арктике.

Важнейшие результаты деятельности лаборатории:

  • Разработана цифровая технология создании трехмерных геометрических моделей исследуемых арктических объектов с интерфейсами блоков подготовки исходных данных, расчетных численных моделей, а также модулей сопряжения программных средств для расчета конструкции и оценки прочности ее элементов.
  • Разработана технология цифрового проектирования модульных ветроэнергетических установок и ее элементов в составе энергетического сооружения для реальных природно-климатических условий в арктической зоне РФ с использованием современных программных средств расчета и моделирования.
  • Осуществлено цифровое проектирование облегченной конструкции лопасти длиной до 12 метров с несущим трехмерным каркасом лопасти из углепластикового жгута с тонкостенными обшивками из стеклопластика или углепластика.
  • Осуществлено цифровое проектирование систем удержания подвижных морских ледостойких объектов. Проведено численное моделирование стационарных и плавучих сооружений, в том числе под действием экстремальных штормов, ветров, течений, дрейфующих торосистых льдов и айсбергов, для обеспечения надежности и безопасности.
Среди заказчиков и партнеров лаборатории: Российская ассоциация ветроиндустрии (РАВИ), ПАО «РусГидро», ПАО «Газпромнефть-шельф», ПАО «Роснефть», ЦКБ МТ «Рубин».
Примеры исследований
НИОКР «Обоснование параметров и проектирование ветро-дизельной электростанции (комплекса) в пос. Яр-Сале Ямало-Ненецкого автономного округа».
НИОКР «Обоснование параметров и расчетные исследования морских плавучих ветроэлектрических станций на шельфе Арктики».
Проект ФЦП «Разработка методов и интеллектуальных технологий автономного энергоснабжения на основе традиционных и возобновляемых источников энергии для суровых климатических условий».
Проект Сколково «Разработка, исследование и создание ветроколеса для ВЭУ, адаптированной к низкопотенциальному ветровому потоку».
Международный проект EFREA «Энергоэффективные системы на основе возобновляемых источников энергии для арктических условий».
Некоторые публикации
  • Knyazyuk T.V., Zisman A.A., Novoskol'tsev N.S. & Khlusova E.I. Anomalous Refinement of the Austenite Grain upon High-Strain-Rate Hot Deformation of Microalloyed Medium-Carbon Steel // Physics of Metals and Metallography, 2020, volume 121. P. 543–547 (https://doi.org/10.1134/S0031918X20060095) (Scopus Q1).
  • Elistratov V.; Konishchev M., Denisov R., Bogun I., Grönman A., Turunen-Saaresti T., Lugo A.J. Study of the Intelligent Control and Modes of the Arctic-Adopted Wind–Diesel Hybrid System // Energies, 2021, 14, 4188 (https://doi.org/10.3390/en14144188) (Scopus Q2).
  • Elistratov V.V., Vinogradova (Chernova) A.V. Autonomous WPP/HPP power system operating modes study // International Journal of Hydrogen Energy, 2017, Vol. 42, Issue 17. P. 12355–12363 (Scopus Q1).