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:

Министр транспорта РФ вручил коллективу аэропорта Домодедово вымпел
Московский аэропорт Домодедово

Новогодняя инсталляция в аэропорту Жуковский: лайнер МС 21 становится «ёлочкой» года!
Аэропорт Жуковский

ГТЛК подводит итоги 2025 года
АО "ГТЛК"

14 тысяч человек посетили праздничную программу Аэроэкспресса «Дни региона» в Домодедово
ООО "Аэроэкспресс"

От Калининграда до Сахалина: РКС совершенствуют наземную космическую инфраструктуру
АО "РКС"

Лучшие работники ОДК-Кузнецов награждены по итогам 2025 года
АО "ОДК"

Легкий вертолет Ми-34М1 с новым отечественным двигателем ВК-650В совершил первый полет
Госкорпорация Ростех

Импортозамещенный двигатель разработки ОДК впервые поднял в небо легкий вертолет Ми-34М1
АО "ОДК"

Корзину с фруктами, электропечку, книгу «Граф Монте-Кристо», брекеты и шапку Деда Мороза забыли пассажиры Аэроэкспресса в 2025 году
ООО "Аэроэкспресс"

«УниверСат»: Роскосмос отправил на орбиту студенческий спутник с двигателем МАИ
Московский авиационный институт

Аэропорт Братск назвал основные события 2025 года
Аэропорт Братск

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» подарил настоящее новогоднее чудо сахалинским детям
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Министр транспорта РФ наградил Шереметьево за вклад в транспортное обеспечение федеральной программы празднования 80-летия Великой Победы
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

По итогам работы в 2025 году авиакомпания Smartavia отмечена престижными наградами аэропортов Пулково и Шереметьево
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Геоскан открывает всем демо-доступ к образовательному симулятору полетов Pioneer Drone Sim
ГК "Геоскан"

Цифровая трансформация аэропортов: от автоматизации к искусственному интеллекту
РИВЦ-Пулково

С запущенными первыми лизинговыми спутниками дистанционного зондирования Земли «Зоркий-2М» установлена связь
АО "ГТЛК"

Аэрофлот перевёл рейсы в новейший терминал международного аэропорта Мале
ПАО "Аэрофлот"

Нижегородский кубсат «Лобачевский» на базе спутниковой платформы «Геоскан 16U» выведен на околоземную орбиту
ГК "Геоскан"

Аэрофлот завершил первые ремонты двигателей CFM56-5B
ПАО "Аэрофлот"