Frost 3D – программный комплекс для теплотехнических расчетов многолетнемерзлых грунтов
Программный комплекс Frost 3D 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.
|
Frost 3D сертифицирован в Российской Федерации и соответствует стандартам:
|
Системные требованияOS: Windows 7, 8, 10 CPU: Intel серии i7 (выпуска после 2011г.) RAM: от 4 Гб Video: NVIDIA GeForce 400+ серии, видеопамять от 512 Мб HDD: 500 Мб свободного места Доступ в интернет Расчеты на многомиллионных сетках можно выполнять на обычных персональных компьютерах! |
Принцип работы с программой
1. Создание расчетной области и задание начальных и граничных условий.
|
2. Построение расчетной сетки |
3. Работа с базой данных материалов, физических свойств и условий теплообмена
|
4. Анализ трехмерного распределения температур, льдистости, фильтрационных потоков в 3D
|
5. Анализ результатов в сечении |
Видео о работе в программе Frost 3D
Презентация программы Frost 3D 16.10.2014 |
Математические модели программы Frost 3D |
Основные функциональные возможности Frost 3D: |
|
Исходные данные для выполнения теплотехнических расчетов в программе Frost 3D:
1) Данные для построения трехмерной геометрической модели рассматриваемой области моделирования: а) инженерно-геологическое строение грунтов; б) чертеж строительных объектов и расположение теплоизоляционных материалов.
2) Теплофизические свойства грунтов: теплопроводность и объемная теплоемкость в талом и мерзлом состоянии, плотность, температура начала фазового превращения, суммарное влагосодержание, зависимость содержания влагосодержания от температуры.
3) Теплопроводность, теплоемкость и плотность строительных материалов, включая теплоизоляционные материалы.
4) Вертикальное распределение температуры в грунте на начало прогноза (данные по термометрической скважине).
5) Метеорологические данные: изменение температуры воздуха, скорости ветра на поверхности, изменение толщины снежного покрова во времени (если необходимо учесть влияние толщины снежного покрова). |
|
Трехмерная модель расчетной области |
Распределение температуры (срез плоскостью y=0) |
Распределение температуры (срез плоскостью y=0) в виде изолиний |
Влагосодержание (срез плоскостью y=0) |
Преимущества Frost 3D: |
|
Программный комплекс Frost 3D существует в нескольких версиях:
Версия программы Frost 3D |
Описание функциональных возможностей версии |
64 бита, одноядерная CPU | Максимальное количество элементов расчетной сетки до 5 млн. узлов. Необходимый объем оперативной памяти для максимальной расчетной сетки 5 ГБ + 3 ГБ для основного приложения. Расчет будет выполняться на одном ядре центрального процессора. |
64 бита, многоядерная CPU | Максимальное количество элементов расчетной сетки до 20 млн. узлов. Необходимый объем оперативной памяти для 20 млн. расчетной сетки 16 ГБ + 10 ГБ для основного приложения. Ускорение до 8x* (в зависимости от количества ядер в центральном процессоре) по сравнению с одноядерной CPU версией. |
64 бита, многоядерная CPU Unlimited | Максимальное количество элементов расчетной сетки неограниченно. Необходимый объем оперативной памяти 64ГБ для 100 млн. расчетной сетки. Рекомендуемый объем оперативной памяти видеоадаптера 12 ГБ. Ускорение до 8x* (в зависимости от количества ядер в центральном процессоре) по сравнению с одноядерной CPU версией. |
64 бита, многоядерная GPU | Максимальное количество элементов расчетной сетки до 100 млн. узлов на видеокартах с объёмом видеопамяти 12 ГБ. Протестированное количество элементов расчетной сетки — 58 млн. узлов (//blog.simmakers-ru.loc/truboprovod-merzlii-grunt/). Ускорение до 46x* по сравнению с одноядерной CPU версией. |
Модуль расчета фильтрации | Необходим для расчета грунтов с высокими скоростями фильтрации (дамбы, плотины, сложные гидрологические условия). Модуль учитывает конвективный теплообмен грунтовыми водами. Актуальность применения модуля рассмотрена на странице: //blog.simmakers-ru.loc/konvektivnii-perenos-tepla-filtratsiei/ |
*при оптимальных параметрах для численного решателя. К таким параметрам относятся: кратность сетки количеству вычислительных ядер, равномерность сетки, однотипность теплофизических свойств материалов и количество граничных условий. |
Полезная информация для выбора оптимальной версии программы: Сравнение версий Frost 3D. Выбор подходящего расчетного аппаратного обеспечения |
С математическим обоснованием методов, используемых в программе Frost 3D, можно ознакомиться здесь.
|
Ознакомиться с видеодокладами по Frost 3D с международной конференции «Криология Земли: XXI век» можно здесь.
|
На сегодняшний день Frost 3D — это самый быстрый и точный в мире решатель задач теплопередачи с фазовыми превращениями!
|
ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕННЫХ РАСЧЕТОВ