Программа «НИМФА»

ОПИСАНИЕ, НАЗНАЧЕНИЕ ПРОДУКТА

Программа НИМФА предназначена для трехмерного численного моделирования многокомпонентной фильтрации и переноса примесей в геологических средах сложной структуры. Геологическая среда – это природный объект, отличающийся с точки зрения математического моделирования большими размерами, высокой неоднородностью и слабой изученностью, что и определяет специфику численного решения гидрогеологических задач. А решение этих задач – ключевой компонент работы в таких областях, как:

  • Оценка воздействия техногенных объектов (АЭС, хранилища ОЯТ, промзоны, свалки ТБО, и т.п.) на подземные воды и грунты в нормальном и аварийном режимах
  • Прогнозирование ореолов загрязнений и концентраций веществ-загрязнителей в подземном и поверхностном пространствах
  • Оценка работы дренажных систем и расчет водопритоков в горных выработках
  • Оценка запасов пресных подземных вод
  • Прогнозирование уровней затопления и подтопления территорий за счет сезонных явлений или строительства гидросооружений (плотин, дамб, гидроузлов, каналов и т.п.)

Цифровой продукт «НИМФА» аттестован в органах Ростехнадзора, вырос из имеющих многолетнюю историю методических разработок ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ». В этих работах принимали участие ведущие гидрогеологи, сотрудники университетов (МГУ, СПбГУ, КФУ), академии наук (ИГЭ РАН), предприятий (ФГБУ «Гидроспецгеология»). В настоящий момент «НИМФА 5.0» доступна в свободной продаже. Также можно оформить лицензию на бесплатную пробную версию.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

В настоящее время в цифровом продукте «НИМФА» реализованы физико-математические модели следующих процессов:

  • Напорная и безнапорная насыщенная/ненасыщенная стационарная/нестационарная однофазная фильтрация жидкости;
  • Однофазная фильтрация газа;
  • Многокомпонентный массоперенос;
  • Гидродинамическая дисперсия;
  • Молекулярная диффузия;
  • Плотностная конвекция в фильтрационном потоке;
  • Равновесная сорбция/десорбция;
  • Радиоактивный распад с учётом цепочек превращений радионуклидов;
  • Теплоперенос с учётом свободной тепловой конвекции;
  • Поверхностный сток;
  • Течение по открытым каналам.

Основная идея метода решения системы определяющих уравнений – расщепление по процессам фильтрации, массопереноса и теплопроводности во взаимодействующих напорных водоносных и разделяющих пластах. Основными величинами, рассчитываемыми методом конечных объемов, являются поля давления, концентрации примесей и температуры в больших многослойных гидрогеологических системах. Время моделирования процессов зависит от задачи (сутки, сотни лет, сотни тысяч лет и т.д.). Исходные дифференциальные уравнения являются нелинейными. Они могут быть связаны между собой через скорость фильтрации, плотность и вязкость жидкости.

Алгоритм решения системы основных уравнений основан на линеаризации системы конечно-объемных уравнений и последовательном решении соответствующего уравнения для каждого процесса и компонент отдельно друг от друга. Линеаризация системы конечно-объемных уравнений производится относительно приращения давления, приращения концентраций и приращения температуры. Используется неявный метод решения. При аппроксимации потоков применяется метод отложенной коррекции.

Также, как и «Логос», «НИМФА» работает на ПК (Win/AstraLinux), рабочих станциях, суперкомпьютерах. В скалярном и параллельном режимах. Количество используемых процессоров в параллельном режиме не ограничено.

Следует отметить, что «НИМФА» имеет собственный препостпроцессор, разрабатываемый с учетом специфики гидрогеологических задач.

Важным преимуществом «НИМФА» является возможность использования трёхмерных неструктурированных сеток, позволяющих легче проводить дискретизацию областей задач сложной формы с возможностью адаптации к особенностям гидрогеологических объектов. Стоит особо отметить, что сетки строятся уже в процессе самого расчёта, в параллельном режиме с помощью запатентованного генератора собственной разработки, что позволяет с лёгкостью создавать модели с миллионами ячеек.

В качестве весьма важной для решения практических задач опции в цифровом продукте «НИМФА» имеются программные средства создания геологических моделей объектов. На основе импорта данных по инженерно-геологическим скважинам и поверхности рельефа пользователь в интерактивном взаимодействии с программой получает геологическую модель рассматриваемой области без зазоров и наложений. Далее, в интегрированой среде эта модель используется для геофильтрационного и геомиграционного моделирования.

При создании модели в пакете программ «НИМФА» используется подход концептуального (несеточного) моделирования, то есть модель представляет собой множество объектов разной размерности, несущих информацию разного происхождения и эти объекты отображаются на сетку лишь в момент проведения расчета. В то же время, у пользователей за время преобладания иностранного ПО накопилось достаточно много сеточных моделей MODFLOW, подготовленных в PMWIN, GMS, VM FLEX. С целью сохранения наследия пользователей и упрощения перехода с моделей, подготовленных в упомянутых выше программах, на формат «НИМФА» была реализована процедура реконструкции сеточной модели MODFLOW. Для удобства пользователя имеется мастер-диалог с пошаговыми инструкциями по импорту и реконструкции модели.

Важным этапом решения геофильтрационных задач является этап калибровки модели. Для автоматизации этой работы в пакете программ «НИМФА» имеется встроенный блок автокалибровки.

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ПОТРЕБИТЕЛИ

  • Проектные институты
  • Предприятия, ведущие мониторинг окружающей среды
  • Горнодобывающие предприятия
  • Научные организации
  • Государственные органы, занятые решением задач экологической безопасности и рационального природопользования
  • Учебные заведения.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ:

Требования к операционной системе и дополнительному программному обеспечению

Для полноценного функционирования программы, ЭВМ должна обладать следующим минимальным набором технических и программных характеристик:

  • CPU: Intel Core i5, 2,2 GHz
  • MEM: 8 GB DDR 3 и выше
  • HDD: 500 GB SATAII и выше
  • VIDEO: Интегрированная видеокарта
  • OS: Astra Linux, Windows 10 и выше

КОНТАКТЫ:

По вопросам функциональных возможностей и по вопросам приобретения пакета программ «НИМФА» обращаться:

Антон Евгеньевич Лепестов

ООО «Росатом Цифровые Решения» (РЦР)

115191, г. Москва, вн. тер. г. муниципальный округ Даниловский, пер. Холодильный, д. 3, стр. 2

моб. тел.: +7 926 572 51 67

раб. тел.: +7 499 949 44 86 доб. 2012