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:

В Домодедово прошёл праздничный концерт ко Дню народного единства
Московский аэропорт Домодедово

Новые регулярные рейсы на популярный курорт ОАЭ в город Рас-эль-Хайма – из аэропорта «Казань» на крыльях Air Arabia
АО "Международный аэропорт "Казань"

ОАК передала ВКС России новую партию истребителей Су-35С
Госкорпорация Ростех

Из Международного аэропорта Владивосток с AZUR air к теплому морю на Пхукет
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Авиакомпания Smartavia возобновила полеты по маршруту Санкт-Петербург-Краснодар
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Эволюция культовой униформы бортпроводников Эмирейтс
Авиакомпания Emirates

Azur Air запускает прямые рейсы в зимнем расписании на Пхукет из международного аэропорта Хабаровск
АО "Хабаровский аэропорт"

Ростех разработал портативное устройство для обнаружения РЛС и дронов
Госкорпорация Ростех

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» завершил аттестацию инспекторов службы транспортной безопасности
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Научный эксперимент на МКС: разработка РКС повысит безопасность космических полетов
АО "Российские космические системы"

Дмитрий Ядров рассмотрел перспективы развития аэропорта Домодедово
Московский аэропорт Домодедово

AZUR air в зимнем сезоне 2025/2026 увеличит более чем в два раза программу полётов из Сибири
Авиакомпания AZUR air

«Аэроэкспресс» подвел итоги сезона отпусков
ООО "Аэроэкспресс"

Аэрофлот объявляет финансовые результаты за 9 месяцев и 3 квартал 2025 года по РСБУ
ПАО "Аэрофлот"

Проекты Ростеха вошли в число лучших по итогам премии InterComm 2025
Госкорпорация Ростех

Разработка «Росэл» поможет проектировать сверхэффективные антенны
Холдинг «Росэл»

Оборудование Ростеха повысит безопасность посадки самолетов в Красноярском крае
Госкорпорация Ростех

Ростех представил в Венесуэле комплекс решений для авиакомпаний и авиапортов
Госкорпорация Ростех

На модуле МКС «Наука» установлен разработанный в МАИ импульсный плазменный инжектор
Московский авиационный институт

Выручка ГТЛК по РСБУ достигла 83,6 млрд рублей по итогам 9 месяцев 2025 года
АО "ГТЛК"