Создание отечественной системы динамического проектирования электроэнергетических систем (ЭЭС) морской техники. Технический проект, разработка рабочей конструкторской документации аппаратно-программного обеспечения (АПО)

Цель: разработка методов и моделей для создания АПО для проектирования электроэнергетических систем арктической морской техники и отладки алгоритмов управления ЭЭС и энергетических установок (ЭУ) с электрохимическим генератором (ЭХГ). Предложены методы автоматизированного проектирования и компьютерного моделирования ЭЭС морской техники для освоения шельфовых месторождений, компьютерного моделирования ЭУ с ЭХГ, машинные методы анализа и обеспечения автоматизированного проектирования ЭЭС судов с учетом статических и переходных режимов работы. В качестве объекта моделирования и апробирования АПО выбран объект морской техники большой мощности. Разработаны проект функциональных возможностей отечественного программного обеспечения для исследования и проектирования судовых ЭЭС, модели элементов ЭЭС для АПО. Проведены сравнительные исследования вариантов создания АПО ЭЭС, выбор варианта для окончательной разработки. Построены тестовые модели судового электрооборудования в обеспечение разработки программного обеспечения. Выполнены численное моделирование динамики деформаций палладиевых мембран в технологических циклах изготовления мембранных диффузионных отделителей водорода топливного процессора ЭУ с ЭХГ, экспериментальные исследования физико-механических свойств палладиевых мембран ДОВ в различных тепловых условиях. Предложена математическая модель блока ЭХГ с низкотемпературными топливными элементами и блока топливного процессора углеводородного топлива. Обоснованы форма, размеры и гофрировка активной поверхности палладиевых мембран по результатам численного моделирования тепловых и дилатационных деформаций в модельных эксплуатационных циклах конструкций создаваемых ДОВ. Проведено численное исследование динамической прочности и ресурсных характеристик мембран ДОВ. Разработаны физические модели для обеспечения валидации математических моделей ЭЭС. Проведено физическое и компьютерное моделирование электромагнитных и электромеханических процессов в элементах ЭЭС в объеме, необходимом для создания АПО. Предложены алгоритмы расчетов в обеспечение проектирования ЭЭС объектов морской техники в соответствии с согласованными с проектными конструкторскими бюро функциональными возможностями АПО, структура, функциональная схема и необходимое аппаратное обеспечение для сопряжения АПО с судовыми комплексными системами управления техническими средствами. Разработаны рабочая конструкторская и программная документация опытного образца, метод формирования характеристик вход - выход элементов ЭУ с ЭХГ на основе результатов отработки элементов с использованием суперкомпьютерных технологий, математическая модель выбранного объекта морской техники с вариантами прямой передачи и движительно-рулевыми колонками, компьютерная модель ЭЭС выбранного объекта арктической морской техники с учетом движения объекта, модель алгоритмов управления ЭЭС, компьютерная модель ЭУ с ЭХГ, программно-алгоритмическое и математическое обеспечение демонстрационной версии системы АПО судовых ЭЭС, база данных судового электрооборудования для обеспечения проектирования ЭЭС.