Опыт 1975 - 1991 гг., "Советский" период, беллетристично

Изложим в вольной, беллетристической форме, сию «леденящую душу» историю.

1975-1976гг., Московский энергетический институт, Институт Машиноведения АН СССР (Москва).

В очерке «История программного комплекса СТАДИО» изложены истоки и сопутствующие обстоятельства интереса АМБ к численным методам вообще и к методу конечных элементов, в частности, берущие свое начало со знакомства с настольной книгой О.С. Зенкевича «Метод конечных элементов в технике». Тогда же были заложены и программно-алгоритмические основы самого программного комплекса СТАДИО, первые ростки которого взошли на ВЦ МЭИ и ИМАШа. Так что зафиксируем 1975 год не только как дату рождения программного комплекса, но и зарождения всего того, что сегодня называется НИЦ СтаДиО.

Параллельно с дипломной работой «Расчет осесимметричных гофрированных оболочек с учетом физической и геометрической нелинейностей», которую я выполнил на основе программной реализации «классических» разностных схем на ЭВМ Минск-22 (в Институте Машиноведения им. А.А. Благонравова АН СССР), шла дальнейшая инициативная разработка программных модулей МКЭ в перемещениях. Часть этих наработок была использована в дипломной работе одной из сокурсниц, которая также была защищена на отлично. Тема и материалы диплома были опубликованы (Белостоцкий А. М. Петушков В. А. Моделирование на ЭЦВМ поведение тонкостенных произвольных оболочек вращения при конечных смещениях и различных уравнений состояния. — В кн. «Исследования задач машиноведения на ЭВМ», М.: Наука, 1977; К анализу напряженного состояния оболочек вращения, подверженных термоупруго-пластическому деформированию и ползучести при конечных смещениях.- М.: «Машиноведение», № 5, 1978), а впоследствии легли в основу одной из глав моей кандидатской.

1976-1980гг., Всесоюзный научно-исследовательский,… институт «Гидропроект» им. С.Я. Жука, отдел ВТ (ВЦ) (Москва, Сокол).

Гидропроект, 25-этажный «недоскреб» (по нынешним-то временам) на развилке Ленинградки и Волоколамки, тогда – символ советского урбанистического минималистского авангарда. Авангарда не только в архитектуре и начинке здания, но и в проектной практике. Все сооружения – уникальные (а чем и почему, по-вашему, мы сейчас занимаемся?), в негласной табели о рангах гидропроектовцы – «белая кость» исследователей-проектировщиков. Четыре с половиной года в отделе вычислительной техники – главном ВЦ на 14-м этаже и сложно перечислить еще где, вобравшие в себя так много и так много давшие для создания большой и устойчивой платформы для дальнейшего роста. Только крупными мазками:

разработка, верификация и выпуск в 1977 г. первой полноценной версии программного комплекса СТАДИО-77 для ЕС ЭВМ, реализующей алгоритмы метода конечных элементов в перемещениях для статического и динамического расчета пространственных оболочечно-стержневых конструкций,
разработка, выпуск и внедрение в практику массового проектирования АЭС с РБМК (тепломеханический отдел Гидропроекта) первой версии суперэлементного программного комплекса АСТРА-АЭС для расчета на статическую и циклическую прочность разветвленных трубопроводных систем в соответствии с вступившими в силу «атомными» нормами; первые навыки сопровождения и обновления промышленного ПК;
пионерные расчетные исследования НДС, прочности и устойчивости сооружений Армянской АЭС и арочной плотины Ингури ГЭС в пространственно-оболочечных статических и динамических (сейсмических) КЭ-постановках по программному комплексу СТАДИО;
расчеты на статическую и циклическую прочность разветвленных трубопроводных систем АЭС с РБМК (Курская, Смоленская, Чернобыльская и Ленинградская АЭС) в соответствии с действующими «атомными» нормами
начатый цикл разработок и многопараметрических численных исследований напряженного состояния ортогональных сварных и штампованных тройниковых соединений по пространственно-оболочечным схемам МКЭ, реализованным в СТАДИО и в первом его объектно-ориентированном модуле СТАТР с автоматическим генератором КЭ-модели (оптимальные сетки, нагрузки, граничные условия для четверти модели), суперпозицией результатов для полного тройника и оценками прочности по Нормам АЭУ;
публикации в научных изданиях, выступления на знаковых конференциях (BEM&FEM в Ленинграде, с тех самых пор) и на стройках социализма по всему СССР, постановка и чтение курсов лекций на профильные темы – прообраз современной научно-образовательной активности;
соискательство (вот ведь термин), написание и успешная защита кандидатской диссертации на тему «Численные исследования напряженно-деформированного состояния оболочечных конструкций АЭС при статических и динамических (сейсмических) воздействиях» в ИМАШ АН СССР в мае 1980 года (научный руководитель — член-корр. АН СССР Николай Андреевич Махутов), подведшая своеобразную черту под гидропроектовским периодом.

1980-1987гг., НИС Гидропроекта (Научно-исследовательский сектор Всесоюзного научно-исследовательского,… института «Гидропроект» им. С.Я. Жука), отдел исследования железобетонных конструкций (ОИЖК) (Москва, Тушино).

НИС Гидропроекта, бывшая сталинская «шарашка», небольшие, в основном двухэтажные лабораторные корпуса и цеха для экспериментов и испытаний, раскиданные на обширной живописной территории на берегу Сходни в Тушино. Невдалеке гидростанция (в тему), шум воды, кряканье прожорливых уток и щебет мелкой птичьей сволочи. Советский рай для истинных исследователей, приспособленцев, выдвиженцев и явных жуликов. Такой вот компот, микромодель научного мира.

Первые полтора года — преимущественно на ЕС-1050 ВЦ Минмонтажспецстроя, а затем — на ВЦ НИС Гидропроекта в практически монопольном распоряжении невиданными ресурсами ЕС-1060, приобретенной под наши задачи.

Реализация новых возможностей и алгоритмов в СТАДИО и АСТРА-АЭС по-прежнему продолжалась силами одного программиста-энтузиаста (догадайтесь, кто это), а вот помощь в верификации и, особенно, в проведении расчетных исследований реальных систем стала весьма существенной: здесь трудилась целая группа сотрудников под руководством Бориса Михайловича Чамова (Г.М. Пащенко, Л.В. Коновицкая, А.Н. Шишкина, затем Е.А. Ульянова и И.В. Купцова).
Размерность вычислительных задач и, как следствие, сложность объектов и подробность их моделирования, также существенно возросли: число узлов и конечных элементов — до 5 000, количество вычисляемых собственных частот и форм — до 500, а число шагов по времени — до 5 000. Библиотека насчитывала более 100 типов конечных элементов. СТАДИО стал лидером в своем сегменте советских конечноэлементных программных комплексов, а АСТРА-АЭС безраздельно господствовала на пустом тогда рынке специализированного атомного трубопроводного софта. Специально для тех, кто тогда еще не родился или ходил пешком под стол: «несоветские» программы тогда были недоступны, как ни сложно это себе представить сейчас.
Наиболее значимым, резонансным и работающим до сих пор результатом (см. наш раздел Норм ПНАЭ Г-7-002-86) следует признать выполненный в 1979-1982 гг., завершенный и реализованный в виде инженерной методики цикл разработок и многопараметрических численных исследований напряженного состояния ортогональных сварных и штампованных тройниковых соединений при полном комплексе нагрузок по пространственно-оболочечным схемам МКЭ. Методика реализована в СТАДИО и в первом его объектно-ориентированном модуле СТАТР с автоматическим генератором КЭ-модели (оптимальные сетки, нагрузки, граничные условия для четверти модели), суперпозицией результатов для полного тройника и оценками прочности по Нормам АЭУ.

Атомно-гидротехническая область и способы приложения нашего программного комплекса СТАДИО существенно расширились:

расчетно-экспериментальные подходы исследований,
защитные железобетонные и сталежелезобетонные оболочки АЭС при сейсмических воздействиях и ударе самолета (по требованиям МАГАТЭ),
гидроупругие системы «конструкция-жидкость» энергетических сооружений и оборудования,
конструкции электротехники и нефтехимии,
ветроэнергетические установки,
ледостойкие платформы по добычи нефти и газа на шельфе (Чайво-1 на Сахалине).

Это не могло не привести к распространению самого комплекса и слухов о продвинутых расчетчиках в других организациях: отделения Гидропроекта, МИСИ, ВНИИАМ, ВНИИЭМ, ВНИПИнефть и пр.

1987-1991гг., НИЧ Атомэнергопроекта (Научно-исследовательская часть Всесоюзного научно-исследовательского,… института «Атомэнергопроект»), Комплексная лаборатория математического моделирования и прочностных расчетов (Москва, Тушино):

Через год после чернобыльской катастрофы 1986 года те подразделения НИС Гидропроекта, которые занимались преимущественно атомной тематикой, перешли, оставаясь на своих стульях, во вновь образованную Научно-исследовательскую часть (часть меньше целого, но лучше, чем ничего) Атомэнергопроекта. В ее составе была сформирована и комплексная лаборатория математического моделирования и прочностных расчетов под моим руководством. Лаборатория (25 сотрудников) продолжала работы по развитию программно-алгоритмических основ и реализаций наших программных комплексов СТАДИО и АСТРА-АЭС (команда АСТРА-разработчиков пополнилась Е.А. Вашуровым, Г.А. Вороновой, И.А. Духовным), выполнению наиболее сложных расчетных исследований энергетических сооружений, оборудования и трубопроводов на их основе, разработке нормативно-методических методик.

Наиболее ценным и теперь уже неотделимым «приобретением» этого периода, как показала дальнейшая история, оказалось знакомство с учениками научной школы Александра Борисовича Золотова (ЦНИИСК-МИСИ). Дело было так: с 1987-88 года наша лаборатория руководила весьма денежными/престижными отраслевыми научными программами Минатомэнерго СССР, которые сама и разработала, по развитию моделей, методов, алгоритмов и вычислительных программ уточненного расчета сооружений и трубопроводов АЭС. Владимир Николаевич Сидоров обратился от имени ЦНИИСК им. Кучеренко, расчетным отделом которого руководил, с предложениями об участии в выполнении этой научной программы. Предложение было принято и конкретизировано — с тех пор и началась славная история плодотворного сотрудничества и дружбы с ним, «БББ» — Владимиром Бельским, Михаилом Белым, Виталием Булгаковым — и Андреем Ларионовым (кто теперь в США, тот без отчества), а затем с основателем, его женой, Верой Александровной, и другими учениками «золотовской школы», много давшее и нашему развитию.

Отдельного упоминания заслуживает поучительный сюжет со случившейся продажей АСТРА-АЭС «за рубеж» в Болгарию (кавычки, т.к. курица не птица, Болгария не заграница), в софийский институт «Енергопроект» для выполнения поверочных расчетов трубопроводов АЭС «Козлодуй» с ВВЭР-440 на статическую и циклическую прочность и сейсмостойкость. Продажа комплекса проходила через «Лицензинторг», монопольную госконтору, и тогда мы впервые узнали, сколько же стоит наш продукт. Совковые менеджеры так накрутили, что Болгария расплачивалась нескольким ж/д составами помидоров — а деваться-то некуда, никакой конкуренции. И конечно, в советской делегации был один работник и двое смотрящих за ним. Но не усмотрели — в человеческом «измерении» командировка удалась и заложила фундамент. Завязались не только профессиональные, но и дружеские отношения с болгарскими коллегами (Миша Батищев, Цветко Симовски), которые продолжаются и поныне: последняя поставка АСТРА-АЭС в софийский »АтомТоплоПроект» — преемник «Енергопроекта» — состоялась в 2015 году.

Обобщением наших 15-летних трубопроводных исследований и разработок явился выпуск двух редакций «Руководства по обоснованию прочности трубопроводов АЭС» в Атомэнергопроекте в 1989 и 1990 гг. Третья, окончательная редакция «Руководства…», увидевшая свет в 1991 г. за авторством уже АЭПа и вновь образованного НИЦ СтаДиО, не утратила актуальности и сегодня.

1989-1991 гг. С мыслями о свободном развитии, уже не в госструктурах

Желанная горбачевская перестройка и гласность. Мы вздохнули, и никак не могли надышаться воздухом невиданной ранее свободы. Запрещенные советской цензурой книги и фильмы были сняты с полки, стали доступными и всеми обсуждаемыми. Начали появляться и первые инженерные фирмы, правда, на не вполне юридически прописанной основе. Оставшиеся прежними госструктуры, и НИИ в их числе, еще более на этом фоне контрастировали своей архаичностью, тормозили и раздражали. Показательный фрагмент той жизни:

1989-1990 гг., постчернобыльский синдром, повышение безопасности АЭС с РБМК, расчетное обоснование сейсмостойкости основных сооружений (реакторное отделение, машзал и деаэраторная этажерка) и определение ответных акселерограмм и спектров ответа для оборудования и трубопроводов действующих и проектируемых блоков Курской АЭС и Смоленской АЭС. Огромная пионерная работа с впервые появившимся и учтенным набором трехкомпонентных акселерограмм дальнего (Вранч) и ближних (7 штук) землетрясений, по сути научный конвейер, потребовавший полтора года и десяти сотрудников. Очевидно, что эти расчеты выполнялись по развитому комплексу СТАДИО, но с согласия Заказчика (МО «Атомэнергопроект») и от понимания невозможности — не в НИЧ Атомэнергопроекта, а через строительный кооператив «Ингеоком», только-только образованный сотрудником Гидропроекта Мишей Рудяком. Как известно, впоследствии «Ингеоком» стал крупнейшей российской строительной фирмой (а Михаил Семенович, до своего ухода в 2007 году — миллиардером и узнаваемой медийной фигурой),…

С у., АМБ