Кросс-платформенная верификация и валидация теплогидравлических моделей атомных установок

Аннотация

Статья посвящена разработке системного подхода к верификации и валидации теплогидравлических моделей атомных электростанций с учётом современных требований к регулирующим органам. Показано, что отсутствие единых стандартов проверки расчётных кодов затрудняет сопоставимость результатов и снижает доверие к моделированию при обосновании безопасности. В работе предложен подход, сочетающий кросс-платформенную верификацию моделей, автоматизацию тестирования и экспериментальную валидацию. Одна и та же модель последовательно рассчитывается в нескольких программных комплексах (RELAP5, KОРСАР, TRACE, OpenFOAM и др.), а результаты сравниваются между собой, с эталонными решениями и экспериментальными данными. Разработан унифицированный фреймворк2 автоматического тестирования, поддерживающий обмен моделями через стандарт Functional Mock-up Interface, что обеспечивает независимость от конкретных кодов и единообразную обработку выходных данных. На основе данных действующих АЭС и стендовых экспериментов показана адекватность моделей для ключевых аварийных и переходных режимов, проведён анализ неопределённостей и чувствительности. Показано, что использование предложенного фреймворка позволяет кратно сократить трудоёмкость верификации, повысить воспроизводимость расчётов и сформировать основу для отраслевого банка бенчмарков (методик и параметров состояния систем, позволяющих их сравнивать), пригодного для последующей стандартизации процедур верификации и валидации в атомной энергетике.