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:

Сибирячок-5: сделан, чтобы видеть весь мир
ГАСКАР

Вызовы и точки роста: в МАИ обсудили будущее радиолокационных спутников дистанционного зондирования Земли
Московский авиационный институт

В МАИ торжественно вручили дипломы первым выпускникам целевой программы «Крылья Ростеха»
Московский авиационный институт

Первые выпускники трека «Крылья Ростеха» будут создавать авиадвигатели на предприятиях ОДК
АО "ОДК"

В МАИ торжественно вручили дипломы первым выпускникам-целевикам программы «Крылья Ростеха»
Госкорпорация Ростех

На заседании в РКС сформировали предложения по фотонике для Минпромторга
АО "Российские космические системы"

Превратить диплом в бизнес-проект: студенты МАИ начнут выполнять ВКР в виде стартапов
Московский авиационный институт

В МАИ разрабатывают интеллектуальную систему управления роем дронов для сложных миссий
Московский авиационный институт

В МАИ создали первый отечественный миниатюрный гоночный дрон
Московский авиационный институт

Парк спецтехники вышел на новый уровень мощности
АО "Международный аэропорт Иркутск"

Авиакомпания «Аврора» поддержала запуск нового сервиса для пассажиров с детьми в аэровокзале «Южно?Сахалинск»
АО "Авиакомпания "Аврора"

В аэровокзале «Южно-Сахалинск» обустроили новое пространство для отдыха самых маленьких пассажиров
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Министр туризма Республики Абхазия посетил Международный аэропорт «Сухум»
ООО «Международный аэропорт «Сухум»

Utair открыл продажу билетов в Стамбул из Тюмени
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Red Wings будет летать в Грузию из Новосибирска
АО "Ред Вингс"

Минусы обращаем в плюсы: команда аэровокзала «Южно-Сахалинск» показала высокий результат на тренингах по производственной системе
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Ключевой элемент системы управления двигателем ВК-1600В успешно прошел сертификационный аудит
АО "ОДК"

Геоскан и «Рослесозащита» будут совместно развивать решения для лесного хозяйства на основе беспилотных технологий
ГК "Геоскан"

Авиакомпания «Аврора» выступила ключевым партнером чемпионата профессионального мастерства по компетенции «Бортовой проводник»
АО "Авиакомпания "Аврора"

Red Wings запускает прямые рейсы между Кемерово и Читой
АО "Ред Вингс"