18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 1 МЕТОДОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ И ОТОБРАЖЕНИЯ В СИСТЕМАХ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ 3D МОДЕЛЕЙ ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ Ю.С.Васильев, В.В.Елистратов, Г.И.Сидоренко, Л.И.Кубышкин, Кафедра ВИЭГ Санкт-Петербургского государственного политехнического университета О.С.Морозов, ОАО ЭСКО ЕЭС

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 2 Гидроэнергетика России сегодня Суммарная установленная мощность ГЭС – 46,3 ГВт Суммарная годовая выработка ГЭС – 178 Т Вт. ч Структура установленной мощности России в 2005 г. (ГВт )

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 3 Развитие гидрогенерирующих мощностей в РФ (ГЭС и ГАЭС) Развитие гидрогенерирующих мощностей в РФ (ГЭС и ГАЭС) География вводов Установленная мощность (ГВт) 2006 г г.2015 г г Динамика развития ГЭС Существующие ГАЭС Новые ГЭС Новые ГАЭС Существующие ГЭС базовый вариант максимальный вариант Программа новых вводов (ГВт) гг гг гг. 4.9 * Базовый вариант + 21,6 ГВт Максимальный вариант + 27,1 ГВт *- без учета вводов при техперевооружении ГЭС 0,6 ГВт ГАЭС

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 4 Фрагмент систем технологических трубопроводов Бурейской ГЭС

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 5 Трехмерная модель района строительства Богучанской ГЭС

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 6 ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ НА КАФЕДРЕ ВИЭГ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ НА КАФЕДРЕ ВИЭГ 1. Разработана и развивается методология ресурсных исследований возобновляемых источников энергии, в том числе гидроэнергетических 1. Разработана и развивается методология ресурсных исследований возобновляемых источников энергии, в том числе гидроэнергетических 2. Развита методология 3D моделирования гидроэнергетических объектов. 2. Развита методология 3D моделирования гидроэнергетических объектов. 3. Созданы и развиваются методы водноэнергетического моделирования. В частности, разработан КЭ с 24 степенями свободы для расчета течений в элементах ГЭО 3. Созданы и развиваются методы водноэнергетического моделирования. В частности, разработан КЭ с 24 степенями свободы для расчета течений в элементах ГЭО 4. Построена и развивается теория обоснования параметров ГЭС, МГЭС, ГАЭС учитывающая социальные и экологические ограничения. 4. Построена и развивается теория обоснования параметров ГЭС, МГЭС, ГАЭС учитывающая социальные и экологические ограничения. 5. Развивается методология технико-экономического анализа гидроэнергетических объектов. 5. Развивается методология технико-экономического анализа гидроэнергетических объектов.

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 7 ЭТАПЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭВМ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ 1. Появление машин серии ЕС и их широкое использование в решении отдельных инженерных задач. Это малопараметрическая оптимизация, решение гидравлических и прочностных задач, водноэнергетические расчеты. 1. Появление машин серии ЕС и их широкое использование в решении отдельных инженерных задач. Это малопараметрическая оптимизация, решение гидравлических и прочностных задач, водноэнергетические расчеты. 2. ЭВМ используются для решения многопараметрических оптимизационных задач гидроэнергетики. Попытки создания систем автоматизированного проектирования каналов, трубопроводов и т.д. Неудачная попытка создания отраслевой САПР ГЭС (Гидропроект). 2. ЭВМ используются для решения многопараметрических оптимизационных задач гидроэнергетики. Попытки создания систем автоматизированного проектирования каналов, трубопроводов и т.д. Неудачная попытка создания отраслевой САПР ГЭС (Гидропроект). 3. Появление ПЭВМ с ярко выраженными диалоговыми режимами. Перенос программ на ПЭВМ с модернизацией интерфейса. Ведутся разрозненные исследования, которые слабо координируются. 3. Появление ПЭВМ с ярко выраженными диалоговыми режимами. Перенос программ на ПЭВМ с модернизацией интерфейса. Ведутся разрозненные исследования, которые слабо координируются. 4. Период слабой автоматизации с использованием хорошо разработанного специализированного и общего ПО. В основе лежит широкое использование системы АВТОКАД. 4. Период слабой автоматизации с использованием хорошо разработанного специализированного и общего ПО. В основе лежит широкое использование системы АВТОКАД. 5. Особенностью последнего этапа является появление систем виртуальной реальности (ВР) и интеллектуализированного ПО (экспертные системы и т.д.), Интернет технологий для коллективного проектирования, мощных систем для решения гидродинамических и прочностных задач (FLOWVISION, ANSYS, SCAD и др.) на базе суперкомпьютеров. 5. Особенностью последнего этапа является появление систем виртуальной реальности (ВР) и интеллектуализированного ПО (экспертные системы и т.д.), Интернет технологий для коллективного проектирования, мощных систем для решения гидродинамических и прочностных задач (FLOWVISION, ANSYS, SCAD и др.) на базе суперкомпьютеров.

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 8 МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОЦЕНКИ ПОТЕНЦИАЛА ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОЦЕНКИ ПОТЕНЦИАЛА ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ Результаты: А. Развита методика расчета энергии руслового стока для оценки годовой и внутригодовой динамики изменения гидроэнергетических ресурсов. А. Развита методика расчета энергии руслового стока для оценки годовой и внутригодовой динамики изменения гидроэнергетических ресурсов. Б. Разработан новый метод обобщенных кривых, основанный на энергетическом подобии водотоков. Б. Разработан новый метод обобщенных кривых, основанный на энергетическом подобии водотоков. В. Создан компьютерный водноэнергетический кадастр и отработана технология его разработки. В. Создан компьютерный водноэнергетический кадастр и отработана технология его разработки. Г. Получены современные оценки категорий гидроэнергетического потенциала для ряда регионов Северо- Запада России. Г. Получены современные оценки категорий гидроэнергетического потенциала для ряда регионов Северо- Запада России.

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 9

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 10

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 11 ОПТИМИЗАЦИЯ СТВОРОВ ГЭС НА ВОДОТОКЕ С УЧЕТОМ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ И СОЦИАЛЬНЫХ ОГРАНИЧЕНИЙ

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 12 СХЕМА 3D-ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 13 СХЕМА СОЗДАНИЯ 3D-МОДЕЛИ В СРЕДЕ AutoCAD

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 14 ПРИМЕРЫ СОЗДАНИЯ 3D-ПРИМИТИВОВ

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 15 ОТОБРАЖЕНИЕ ГЭО В КАРКАСНОЙ 3D МОДЕЛИ

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 16 РАЗРЕЗЫ ПО ГИДРОАГРЕГАТНОМУ БЛОКУ

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 17 СХЕМА СОЗДАНИЯ 3D-МОДЕЛИ В СРЕДЕ INVENTOR

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 18 ЧЕРТЕЖНЫЕ ВИДЫ СБОРКИ И ДЕТАЛЕЙ НАПРАВЛЯЮЩЕГО АППАРАТА ГИДРОТУРБИНЫ

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 19 ВИЗУАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛИ ГЭО (ГАЭС ШАХТНОГО ТИПА)

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 20 3D МОДЕЛИРОВАНИЕ (ГАЭС)

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 21 ЦИФРОВАЯ МОДЕЛЬ РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ И ЕЕ КАРКАСНОЕ ОТОБРАЖЕНИЕ

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 22 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ РАБОТ

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 23 МОДЕЛЬ СООРУЖЕНИЙ ВБ ДЛЯ ГАЭС ШАХТНОГО ТИПА

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 24 ПРИМЕР ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СООРУЖЕНИЙ ГИДРОАГРЕГАТНОГО БЛОКА шахтной ГАЭС а) – до изменения параметров; б) – после изменения параметров

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 25 МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ ГЭО В ИНТЕГРИРОВАННОЙ СРЕДЕ

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 26 ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ГЭС В КВР

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 27 МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЙ В ВОДОПРОВОДЯЩЕМ ТРАКТЕ ГЭО (FlowVision)

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 28

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 29

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 30

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 31 РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОТОКА В ВТ ГЭО

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 32 ОТОБРАЖЕНИЕ МОДЕЛИ ГЭО

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 33 ИНТЕРАКТИВНАЯ МОДЕЛЬ ГЭО - получения оперативной визуализации проектных решений и технологических процессов; - получения оперативной визуализации проектных решений и технологических процессов; - автоматизированного создания проектной документации на проектных стадиях и в период возведения сооружений гидроузла (исполнительной); - автоматизированного создания проектной документации на проектных стадиях и в период возведения сооружений гидроузла (исполнительной); - увеличения количества проектных проработок и производительности инженера-проектировщика; - увеличения количества проектных проработок и производительности инженера-проектировщика; - сокращения проектных недочетов и повышения качества проекта; - сокращения проектных недочетов и повышения качества проекта; - увеличение комфортности процесса проектирования и освобождения инженера-проектировщика от рутины; - увеличение комфортности процесса проектирования и освобождения инженера-проектировщика от рутины; - более полного и глубокого анализа проектных решений; - более полного и глубокого анализа проектных решений; - создания единой системы чертежей, разрабатываемых коллективом специалистов (архитекторов, инженеров конструкторов, гидротехников, механиков электротехников и других); - создания единой системы чертежей, разрабатываемых коллективом специалистов (архитекторов, инженеров конструкторов, гидротехников, механиков электротехников и других); - контроля расхода строительных материалов. - контроля расхода строительных материалов.

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 34 Объектно - информационная система гидроузла как согласующий модуль Инвестор Организатор строительства Заказчик Генеральный проектировщик Объектно- информационная система ГЭС (Рабочая модель) Подрядчики. Строительные организации Более полное понимание технических вопросов. Прямой и Оперативный доступ ко всем техническим параметрам Проектный контроль. Разработка и создание ОИС ГЭС Согласованность действий. Участие в создании ОИС ГЭС Базовая платформа построения диалога с Инвестором. Выдача исходных данных. Участие в создании ОИС ГЭС Согласование подсистем. Расширение возможностей АСУ ТП. База для приемки объекта. Тренажер для обучения при эксплуатации. Инструмент принятия решений для дальнейшего технического совершенствования объекта. 6

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 35 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ОБЪЕКТНО - ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ГИДРОУЗЛА Объектно-информационная система ГЭС БАНК ДАННЫХ СУБД Базовая графическая система AutoCAD Трехмерная геометрическая модель ГЭС Диалоговый интерфейс Интерактивная анимация Текстовая база данных Графическая база данных Подсистема идентификации и разграничения прав доступа Интерфейс обмена данными с АСУТП ГЭС

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 36 ОБЪЕКТНО - ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА БУРЕЙСКОГО ГИДРОУЗЛА

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 37 ОБЪЕКТНО - ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА БУРЕЙСКОГО ГИДРОУЗЛА

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 38

18-20 Ноября 2008 Ростов-на-Дону 39 Спасибо за внимание ! Спасибо за внимание !