Программное обеспечение «НИКОЛЬ-кристалл» для прогноза макроскопических свойств многокомпонентных никелевых сплавов на основе атомистического моделирования

Вернуться к списку

Быстрый переход:

Основная информация

Название :
Программное обеспечение «НИКОЛЬ-кристалл» для прогноза макроскопических свойств многокомпонентных никелевых сплавов на основе атомистического моделирования
Организация-исполнитель :
✓ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет"
Автор предложения:
Александр Квашнин
Основное технологическое направление :
Информационно-телекоммуникационные системы и программное обеспечение
Дополнительные технологические направления :
Новые конструкционные материалы, методы обработки и производства
Дата публикации:
28.10.2025
Видимость :
Да
Предложение поддержано АСИ:
Да
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.
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
Контактная информация