Код GeRa

Расчетный код GeRa – высокотехнологичный программный комплекс трехмерного гидрогеологического моделирования, разработанный ИБРАЭ РАН и ИВМ РАН для эффективного решения задач геофильтрации и геомиграции загрязнений в подземных водах. GeRa позволяет моделировать следующие процессы:
— насыщенная напорная, напорно-безнапорная, насыщенно-ненасыщенная фильтрация подземных вод в стационарной и нестационарной постановке;
— адвективный, диффузионный и дисперсионный перенос примесей в подземных водах;
— распад первого порядка (радиоактивный распад) компонентов в подземных водах с учетом цепочек распада;
— равновесная сорбция компонентов в подземных водах по изотерме Генри;
— изменение коэффициента межфазного распределения (изотерма Генри) в зависимости от концентрации одной из примесей;
— плотностная конвекция;
— перенос компонентов с химическими взаимодействиями в системе вода-порода.

Расчетный код предоставляет пользователю интуитивно понятный русскоязычный пользовательский интерфейс с возможностями 2D и 3D визуализации, обладает встроенными средствами построения геологических моделей методами геостатистики и интерполяции. По своим возможностям GeRa не уступает, а в некоторых задачах превосходит аналогичные зарубежные программные комплексы.

Ключевые возможности

коды нового поколения ибраэ проект прорыв росатом - код gera
Расчетный код GeRa позволяет проводить полный цикл гидродинамического моделирования: построение геологической модели и ее параметризация; наполнение базы данных мониторинга; создание расчетной сетки; непосредственно моделирование; визуализация и верификация результатов моделирования.

 

 
коды нового поколения ибраэ проект прорыв росатом - код geraПомощник создания модели
В расчетном комплексе GeRa имеется интерактивный и интуитивно понятный Помощник, который проводит пользователя по всем этапам построения гидродинамической модели и выполнения расчетов: от определения расчетной области до визуализации полученных результатов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

коды нового поколения ибраэ проект прорыв росатом - код geraСоздание геологической модели
GeRa поддерживает интерактивное создание геологической модели с помощью современных методов геостатистического моделирования и интерполяции. При построении геологической модели пользователь может использовать точечные данные и изолинии, либо импортировать уже имеющуюся геологическую модель из других программных продуктов.

 

 

 

 

 

 

 

 

коды нового поколения ибраэ проект прорыв росатом - код geraСоздание расчетной сетки
Расчетный код позволяет строить неструктурированные адаптивные сетки с заданными пользователем параметрами. В состав GeRa входят два генератора сеток: треугольно-призматический и гексаэдральный со сколотыми ячейками на основе восьмидерева (octree). Оба генератора учитывают особенности геометрии геологической модели и допускают локальную адаптацию расчетной сетки.

 

 

коды нового поколения ибраэ проект прорыв росатом - код geraШирокий спектр моделируемых процессов
Расчетный код GeRa поддерживает большое количество моделей различных процессов. Все разработанные модели процессов могут быть включены и отключены непосредственно в пользовательском интерфейсе и не требуют пересоздания модели.

 

 

 

 

 

 

 

 

коды нового поколения ибраэ проект прорыв росатом - код geraСовременные численные методы
Расчетный код GeRa основан на дискретизации задач методом конечных объемов (МКО) на конформных сетках с многогранными ячейками. Для дискретизации задач фильтрации могут быть использованы: традиционная линейная двухточечная схема аппроксимации потоков; более точная, но вычислительно трудоемкая, многоточечная О-схема аппроксимации потоков; двухточечная нелинейная схема аппроксимации потоков. Для моделирования конвективно-диффузионного переноса могут быть использованы следующие численные схемы: явно-неявная схема расщепления по физическим процессам (явная конвекция, неявная диффузия), для адвекции в ней может быть использована низкодиссипативная схема высокого разрешения (MUSCL-типа) с кусочно-линейным восстановлением концентрации на ячейках сетки, либо стандартная схема МКО с кусочно-постоянной аппроксимацией концентрации; полностью неявная схема нелинейного монотонного МКО (с MUSCL-схемой для конвективного члена); полностью неявная схема с кусочно-постоянной аппроксимацией концентрации, использующая один из линейных МКО для дискретизации диффузионного члена.

 

 

 

 

 

коды нового поколения ибраэ проект прорыв росатом - код geraБаза данных мониторинга
В состав расчетного кода входит интегрированная база данных, которая позволяет хранить разнородную информацию о моделируемом объекте. В базу данных могут быть внесены данные мониторинга моделируемой территории, которые в последующем используются при верификации модели. При дополнении базы новыми данными они автоматически учитываются при расчетах, что позволяет пользователю легко создавать постоянно действующие модели.

 

 
Визуализация результатов
Расчетный код в своем составе имеет мощный модуль визуализации, который позволяет просматривать сохраненные результаты решения. Пользователь может строить разрезы, изолинии и изоповерхности, графики вдоль линий, производить фильтрацию отображаемых ячеек расчетной сетки, просматривать результаты в различных точках и производить сопоставление результатов с данными наблюдений.
коды нового поколения ибраэ проект прорыв росатом - код geraкоды нового поколения ибраэ проект прорыв росатом - код gera

 
 

Документация

Руководство пользователя по коду Гера.pdf (5,4 МБ)

Информация о релизах
v.1.1.2012 (28.03.2016):
• Реализованы все типы дренажей (точечные, линейные, площадные; поверхностные и заглубленные).
• Добавлена возможность сохранения скоростей фильтрации на ячейках.
• Добавлена возможность сохранения исходных данных модели.
• Добавлена возможность привязки нескольких карт к модели.
• Добавлена возможность менять свойства линий на двумерных графиках.
• Добавлена возможность вывода в файл притока-оттока примеси через границы.
• Добавлена вертикальная масштабная линейка при двумерной визуализации.
• Скорректирована работа нелинейной схемы конечных объемов.
• Оптимизирована работа с точками наблюдения.
• Ускорен расчет нестационарных задач напорной фильтрации.
• Исправлены ошибки в модели переноса в зоне аэрации

v.1.0.1850 (25.12.2015):
• Исправлен ряд ошибок в двумерном графическом редакторе (отрисовка контуров и граничных условий, проверка пересечения подобластей, расщепление областей).
• Улучшена работа условий второго рода в нелинейном МКО для задач фильтрации.
• Исключена возможность задания нулевого тензора фильтрации через диалог параметров материала.
• Убрана возможность запуска нелинейного МКО в задачах плотностной конвекции.
• Доработано считывание *.dxf – файлов.
• Исправлен некорректный расчет источников в нелинейной схеме МКО при расчете переноса.
• Исправлена работа нелинейной схемы при одновременном вызове для задач фильтрации и переноса.
• Доработаны двумерные временные графики по точкам мониторинга.

v.1.0.1554 (14.09.15)
• Усовершенствована работа точек наблюдений для сопоставления результатов моделирования
• Реализована новая схема переноса Barth
• Решение задач в профильной постановке
• Ошибки при работе кода выводятся в графическом интерфейсе пользователя
• Реализован перенос с учетом цепочек радиоактивного распада
• Осуществлен перенос базы данных мониторинга с Microsoft Access на SQLite

v.1.0.1444 (24.06.15)
• Реализована интерполяция коэффициентов фильтрации в трехмерном случае
• Добавлены точки наблюдения
• Усовершенствованы модели насыщенно-ненасыщенной и безнапорной фильтрации

v.1.0.1322 (15.04.15)
• Внедрены геостатические и интерполяционные методы для построения полей коэффициентов фильтрации
• Добавлены точечные и площадные дренажи
• При визуализации результатов доступен новый фильтр, позволяющий отрисовывать изолинии напоров и концентраций на карте

v.1.0.1246 (28.02.15)
• Реализована возможность загрузки начальных условий из файлов (в стандартном формате матриц и из ранее посчитанного решения)
• Исправлена ошибка перестроения геологических слоев
• Добавлено граничное условие просачивания

v.1.0.1150 (26.12.14)
• Добавлена модель напорно-безнапорной фильтрации
• Реализована возможность начальных условий по концентрациям
• Добавлена возможность визуализации нескольких решений
• Реализована возможность поворота тензора фильтрации вдоль подошвы слоя
• Вывод результатов моделирования в файл по слоям
• Возможность неучета областей неоднородности на сетке
• Добавлено граничное условие интегральный поток

v.1.0.1058 (21.11.14)
• Добавлена возможность задания начальных условий для фильтрации и переноса
• Возможность неучета отслеживания озер на сетке
• Реализован вывод информации о ходе расчетов в файл
• Добавлена возможность использования схемы нелинейного МКО в схеме расщепления для дискретизации диффузионного оператора

v.1.0.887 (30.09.14)
• Внедрена полностью неявная схема линейного МКО для задач переноса
• Добавлена возможность загрузки без интерполяции поверхностей слоев из файла, содержащего данные, представленные на равномерной сетке.

Обратная связь

115191, г. Москва, ул. Большая Тульская, д. 52, к. 310/3
Телефон: 8 (495) 955-22-68
Электронная почта: gera@ibrae.ac.ru

Дополнительные материалы

1. Доклад «Интегральный код GeRa для решения задач миграции радионуклидов в подземной гидросфере» http://www.atomic-energy.ru/video/54249
2. Капырин И.В., Иванов В.А., Копытов Г.В., Уткин С.С. Интегральный код GeRa для обоснования безопасности захоронения РАО // Горный журнал – 2015 – №10 – С.44-50
3. Капырин И.В., Уткин С.С, Василевский Ю.В., Концепция разработки и использования расчетного комплекса GeRa для обоснования безопасности пунктов захоронения радиактивных отходов // Вестник атомной науки и техники, серия «Математическое моделирование физических процессов». 2014 – №4 – С.44-54.
4. Капырин И.В., Коньшин И.Н., Копытов Г.В., Никитин К.Д., Василевский Ю.В.. Гидрогеологическое моделирование в задачах обоснования безопасности захоронений радиоактивных отходов с помощью расчетного кода GeRa. Труды конференции. Суперкомпьютерные дни в России: Труды международной конференции (28-29 сентября 2015 г., г. Москва).– М.: Изд-во МГУ, 2015. – С. 122-132. http://russianscdays.org/files/pdf/122.pdf
5. Пленкин А.В., Чернышенко А.Ю., Чугунов В.Н., Капырин И.В.. Методы построения адаптивных неструктурированных сеток для решения гидрогеологических задач // Вычислительные методы и программирование – 2015 – Т.16 – С.518-533. http://num-meth.srcc.msu.ru/zhurnal/tom_2015/pdf/v16r449.pdf