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:

Аэрофлот публикует финансовые результаты за 1 квартал 2025 года по РСБУ
ПАО "Аэрофлот"

Fast Track в аэропорту Домодедово стал доступнее
Московский аэропорт Домодедово

Эмирейтс стала первой в мире авиакомпанией, сертифицированной по программе Autism Certified Airline™
Авиакомпания Emirates

Накануне празднования 80-летия Победы в аэропорту Домодедово выступил оркестр Федеральной таможенной службы
Московский аэропорт Домодедово

Авиакомпания NordStar украсила свои самолёты к 9 мая
АО "АК "НордСтар"

В МАИ создали цифровую платформу для автоматического контроля и анализа состояния парка БЛА
Московский авиационный институт

«Яковлев» запустил линейную станцию технического обслуживания самолетов SSJ-100 в аэропорту Самары
ПАО "ОАК"

Обновленный Ил-96-400Т Sky Gates выполнил первый рейс из Москвы на Камчатку
АО "Ред Вингс"

Авиакомпания Turkmenistan Airlines возобновляет рейсы в аэропорт Домодедово
Московский аэропорт Домодедово

Туроператор Fun&Sun запускает рейсы во Вьетнам из аэропорта Домодедово
Московский аэропорт Домодедово

Авиакомпания El Al возобновляет рейсы из аэропорта Домодедово
Московский аэропорт Домодедово

Российская государственная библиотека подарит пассажирам аэропорта «Гагарин» электронные книги о Великой Победе
АО УК "Аэропорты Регионов"

Российский – лучший: в МАИ рассказали об уникальности МС-21 с новейшими отечественными системами
Московский авиационный институт

Информация для пассажиров, вылетающих в период майских праздников
ПАО "Аэрофлот"

«Азимут» провел сертификационные испытания нового радиолокатора для аэропортов
Госкорпорация Ростех

В аэропорту Владивосток прошли санитарно-эпидемиологические учения
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Ростех разработал новый комплекс РЭБ для защиты территорий от беспилотников
Госкорпорация Ростех

Торжественное открытие регулярного рейса Иркутск – Пекин от Air China
АО "Международный аэропорт Иркутск"

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» провёл учения по ликвидации разливов нефти
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

В майские праздники из аэропорта Елизово будут выполняться авиаперелеты по 16 направлениям
АО УК "Аэропорты Регионов"