Программное обеспечение «НИКОЛЬ-кристалл» для прогноза макроскопических свойств многокомпонентных никелевых сплавов на основе атомистического моделирования
Основная информация
Название :
Программное обеспечение «НИКОЛЬ-кристалл» для прогноза макроскопических свойств многокомпонентных никелевых сплавов на основе атомистического моделирования
Автор предложения:
Основное технологическое направление :
Информационно-телекоммуникационные системы и программное обеспечение
Дополнительные технологические направления :
Новые конструкционные материалы, методы обработки и производства
Аннотация:
Программное обеспечение «НИКОЛЬ-кристалл», разработанное в Центре новых функциональных материалов НГУ (ЦНФМ НГУ), предназначено для прогноза макроскопических свойств многокомпонентных никелевых сплавов на основе атомистического моделирования.
Программа применяется для виртуального проектирования новых жаропрочных и коррозионностойких материалов, используемых в:
- газотурбинных и авиационных двигателях;
- энергетических установках;
- изделиях с термобарьерными покрытиями (ТБП) на основе никеля и циркония;
- элементах с экстремальными температурными и механическими нагрузками.
Программа применяется для виртуального проектирования новых жаропрочных и коррозионностойких материалов, используемых в:
- газотурбинных и авиационных двигателях;
- энергетических установках;
- изделиях с термобарьерными покрытиями (ТБП) на основе никеля и циркония;
- элементах с экстремальными температурными и механическими нагрузками.
Номер ЕГИСУ НИОКТР
нет
Решаемые проблемы и области применения
Решаемые проблемы :
Длительный цикл подбора состава сплава (6–24 мес.) - сокращение до 2–8 недель за счёт виртуального скрининга. Высокая стоимость экспериментальных плавок - снижение затрат на 30–50 %. Непредсказуемость свойств при изменении легирования - повышение точности прогнозов. Отсутствие цифрового двойника материала - создание цифрового аналога сплава от атомного уровня до макросвойств. Возможность передачи данных в КЭ-модели для оценки термомеханической стойкости покрытий
Актуальность проблемы:
Длительный цикл подбора состава сплава (6–24 мес.) Высокая стоимость экспериментальных плавок.
Потенциальный экономический эффект:
Сокращение до 2–8 недель срока разработки новых материалов за счёт виртуального скрининга. Снижение затрат на 30–50 %.
Технологическая схема:
Атомистическое моделирование (молекулярная динамика, LAMMPS)
Оптимизация межатомных потенциалов MEAM (дополнительный модуль)
Генетические алгоритмы для автоматизированного подбора параметров
Валидация моделей по экспериментальным и квантово-химическим данным
Масштабируемость до сотен тысяч атомов
Области применения:
Химия и нефтехимия
Актуальность проблемы:
Непредсказуемость свойств металлов при изменении легирования. Отсутствие цифрового двойника материала многих сплавов металлов.
Потенциальный экономический эффект:
Повышение точности прогнозов свойств металлов при сокращении времени и трудоемкости разработки новых материалов. Создание цифрового аналога сплава от атомного уровня до макросвойств позволяет создавать новые сплавы. Возможность передачи данных в КЭ-модели для оценки термомеханической стойкости покрытий
Технологическая схема:
Прогноз упругих констант, теплопроводности, энергии образования вакансий и поверхностей
Оценка температуры плавления и поведения дислокаций
Поддержка до 5 легирующих элементов в одном сплаве
Мгновенная оценка влияния изменения состава на свойства
Итерационный подбор оптимального состава
Возможность интеграции с внешними системами расчётов (Ansys, MSC.MARC и др.)
Области применения:
Металлургия и горнодобывающая промышленность
Технология
Описание технологии и ее ценность :
Прогноз упругих констант, теплопроводности, энергии образования вакансий и поверхностей
Оценка температуры плавления и поведения дислокаций
Поддержка до 5 легирующих элементов в одном сплаве
Мгновенная оценка влияния изменения состава на свойства
Итерационный подбор оптимального состава
Возможность интеграции с внешними системами расчётов (Ansys, MSC.MARC и др.)
Научная база :
Атомистическое моделирование. Оптимизация межатомных потенциалов. Генетические алгоритмы для автоматизированного подбора параметров. Валидация моделей по экспериментальным и квантово-химическим данным. Масштабируемость до сотен тысяч атомов.
Конкурентные технологии :
LAMMPS. MEAM.
Инновационность технологии, конкурентные преимущества :
- Возможность интеграции с внешними системами расчётов (Ansys, MSC.MARC и др.). - Адаптация моделей под конкретные сплавы и покрытия (в т.ч. Ni–Al–Cr–Y–Zr).
- Проведение НИОКР и обучение персонала
- Интеграция с корпоративными базами данных и CAD/CAE-системами
- Техническая поддержка (обновления, консультации специалистов ЦНФМ НГУ)
Потенциал импортозамещения :
LAMMPS. MEAM.
Текущее состояние
Стадия готовности :
TRL 7. Опытный образец, испытанный в реальных условиях эксплуатации
Описание текущего состояния :
Разработан прототип программного обеспечения. Проходит промышленное тестирование.
Интеллектуальная собственность :
| Название документа | Заявка на регистрацию программы для ЭВМ в ФИПС (Роспатент) |
| Номер | Будет предоставлен дополнительно после регистрации. |
Текущее финансирование :
2500000
Текущее финансирование (Описание) :
Проект финансируется в рамках Программы развития Центра НТИ по новым функциональным материалам с финансовой поддержкой Фонда НТИ
План развития :
| 2025 |
| Разработана бета-версия программного обеспечения |
Команда проекта
Численность проектной команды :
5
Структура и компетенции команды :
Творческий коллектив проекта "Цифровой паспорт материала" в Центре НТИ по новым функциональным материалам НГУ
Бизнес-модель
Целевые сегменты:
• Научно-исследовательские институты в области материаловедения и металлургии
• Производители авиационных и газотурбинных двигателей
• Организации ОПК и атомной промышленности
• Компании, разрабатывающие жаропрочные и высокопрочные материалы
Потребность в производственном партнёре :
Ищем партнера, работающего на рынке продаж программного обеспечения для университетов, НИИ и промышленных предприятий.
Ценностное предложение:
НИКОЛЬ-кристалл — от атома к покрытию, от модели к материалу
Оценка объема сегментов:
Миллиарды рублей
Каналы продаж и монетизация:
Продажа лицензий - прямые продажи лицензий в целевых сегментах
Партнеры проекта
| ИНН | Тип партнера | Описание функций в проекте | Наименование организации |
|---|---|---|---|
| Другое | Национальная ассоциация трансфера технологий |
Предложение инвестору / партнеру
Потребность в производственном партнёре :
Ищем партнера, работающего на рынке продаж программного обеспечения для университетов, НИИ и промышленных предприятий.
Необходимые ресурсы для реализации проекта :
Вложения в маркетинг программного обеспечения
Дорожная карта развития проекта :
| 2026 |
| Выход на широкий российский и международный рынок. |
Прикреплённые файлы к проекту :
Коммерческое предложение Николь - лицензии.pdf