В МАИ разработали нейросетевую библиотеку для быстрых аэродинамических расчётов

Московский авиационный институт, 8 ноября 2023 года

В Московском авиационном институте разработали программное обеспечение для ускорения сложных инженерных расчётов в авиационной отрасли. Однотипные аэродинамические расчёты исследователи МАИ заместили нейросетевыми методами. Созданная нейросетевая библиотека, которая продолжает пополняться, позволит с приемлемой точностью выполнять на обычном домашнем ПК задачи, требующие сегодня использования самых мощных суперкомпьютеров.

Проект выполняется на базе лаборатории искусственного интеллекта и математического моделирования института № 8 «Компьютерные науки и прикладная математика» МАИ. Эта работа была начата в рамках отдельного постановления Правительства РФ, в котором университет играет роль главного разработчика нового отечественного программного обеспечения для комплексных мультифизических расчётов в области авиации.

— При проектировании нового вида авиационной и космической техники на этапе выбора оптимальной конфигурации образца требуется производить множество расчётов на суперкомпьютерах. В частности, исследователи занимаются детальным моделированием аэродинамических процессов, что является одной из самых долгих и трудозатратных частей работы, — рассказал участник проекта, ведущий разработчик научно-исследовательского отдела кафедры 806 «Вычислительная математика и программирование» МАИ Вадим Кондаратцев. — Для того чтобы перебрать как можно больше вариантов компоновки летательного аппарата или чтобы посчитать 5 секунд полёта традиционными методами вычислительной аэродинамики, требуется затратить целые месяцы работы больших суперкомпьютеров. Чтобы решить проблему скорости типовых расчётов, мы и создаём нейросетевой аналог классических методов решения подобных задач. Ведь нейросети могут хорошо делать быстрые предсказания в сложноструктурированных задачах.

Библиотека программного комплекса была написана на Python и С++, а нейросети — на базе фреймворка PyTorch. В своей работе специалисты МАИ использовали самые современные архитектуры: физически-информированные нейронные сети (PINN) и графовые нейросети (GNN).

Разработчики встроили в свою библиотеку модуль генерации данных для почти любого, даже самого сложного случая обтекания тела. Получив набор сгенерированных данных, нейросети обучаются на них, а затем проводят быстрые расчёты без использования суперкомпьютеров. Модуль генерации данных построен на основе программного обеспечения для моделирования процессов динамики жидкости и газа, а именно — CFD-решателей «Логос» и OpenFOAM.

Маёвская разработка не имеет аналогов на отечественном рынке. При этом в мире только шесть коллективов занимаются подобной задачей, включая специалистов института № 8 МАИ. Программное обеспечение учёных МАИ сопоставимо по уровню с продуктами одного из лидеров в сфере инженерного ПО — американской компании Ansys Inc.

В качестве главного индустриального заказчика МАИ выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации, которое субсидирует разработку для внедрения на предприятиях авиационной промышленности. На данном этапе специалисты тестируют первую версию библиотеки и планируют до конца года получить вторую версию с более широким функционалом и лучшим качеством обученных нейросетей. Также в ближайшем времени разработку планируется запатентовать.




Сообщения компаний:

Мотоклуб аэропорта Шереметьево отметил 79-ю годовщину Победы традиционным пробегом по местам воинской славы
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Из Московского аэропорта Домодедово открывается новое направление - Бодрум
Московский аэропорт Домодедово

СТАН представит передовые технологии в станкостроении на «Металлообработке»
ООО "СТАН"

Новая частота полетов «России» из Красноярска в Ташкент
АО "Авиакомпания "Россия"

Эмирейтс представила новые дорожные наборы Bvlgari на летний сезон
Авиакомпания Emirates

ГТЛК и Правительство Ямало-Ненецкого автономного округа подписали соглашение о сотрудничестве
АО "ГТЛК"

Автопарк аэропорта Емельяново пополнится новым аэродромным пожарным автомобилем
ООО "Тендеры и закупки"

ГТЛК поставит 2 вертолета Вологодскому авиапредприятию по ФНБ-проекту
АО "ГТЛК"

«Аэромакс» реализовал образовательную концепцию «Беспилотная авиация под ключ»
ООО "Аэромакс"

183 млн пассажиров перевез «Аэроэкспресс» за 19 лет
ООО "Аэроэкспресс"

Utair запускает рейсы в Минеральные Воды из Тюмени
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

В майские праздники аэропорт Сургут обслужил почти 90 000 пассажиров
Международный аэропорт Сургут

Международный аэропорт Владивосток увеличил пассажиропоток на 18% за 4 месяца 2024 года
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Из Красноярска на юг с «Россией»
АО "Авиакомпания "Россия"

Демонстрационный центр ЦАГИ принял участие в IV художественно-промышленной выставке-форуме «Уникальная Россия»
ФАУ ЦАГИ

Деловая Игра на МАИФ – 2024

Более 2 600 пассажиров обслужил новый зал повышенной комфортности MILE·ON·AIR в аэропорту Домодедово за 3 месяца работы
MILEONAIR

Utair увеличил программу полетов в Сочи из Сургута и Тюмени
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Команда саратовского предприятия «Росэлектроники» стала лучшей в России по управлению дронами
Холдинг "Росэлектроника"

Делегация МГТУ ГА посетила тематический день «Технологии на транспорте» на выставке-форуме «Россия»
МГТУ ГА