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:

113 тысяч пассажиров перевез Аэроэкспресс с 11 по 14 июня
ООО "Аэроэкспресс"

Аэрофлот вводит дополнительные рейсы в Бодрум, Даламан и Анталью в период высокого спроса
ПАО "Аэрофлот"

«Вертолеты России» представляют импортозамещенный Ансат на саммите АСЕАН
Холдинг "Вертолеты России"

Фрезеровщик ОДК-СТАР признан лучшим в Пермском крае
АО «ОДК-СТАР»

«Газпромнефть-Аэро» выступила партнером Всероссийского фестиваля авиационной песни «Душа»
АО "Газпромнефть-Аэро"

Red Wings выполнила первый рейс из Москвы в Баку
АО "Ред Вингс"

ОДК-Кузнецов выпустил в Волгу 2,5 тысячи мальков стерляди
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Новый китайский авиаперевозчик будет выполнять рейсы из аэропорта Хабаровск сразу по двум направлениям
АО "Хабаровский аэропорт"

Международный аэропорт Владивосток увеличил пассажиропоток на 12% по итогам 5 месяцев 2026 года
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Аэрофлот закрыл офис продаж в аэропорту Иркутска. Кто теперь оформляет билеты пассажирам авиакомпании?
АО "Международный аэропорт Иркутск"

Прямой рейс доставит пассажиров из аэропорта Владивосток в Шэньян
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Red Wings начала летать из Оренбурга в Батуми
АО "Ред Вингс"

Аспирантка МАИ разрабатывает новые материалы для обеспечения тяги космических двигателей
Московский авиационный институт

В четвёртом измерении безопасности: инженеры МАИ внедрили новый способ проверки прочности авиационных деталей
Московский авиационный институт

Red Wings начала летать из Волгограда в Батуми
АО "Ред Вингс"

Red Wings выполнила первые рейсы из Тюмени в Тбилиси и Батуми
АО "Ред Вингс"

Два слонёнка, Фовин и Намтан, были перевезены авиакомпанией «Волга-Днепр» на борту Ил-76ТД-90ВД в Казань (Россия) при участии Минтранса РФ
Авиакомпания "Волга-Днепр"

Более 4 000 бутылок воды раздал Аэроэкспресс пассажирам своих автобусов за три дня жары
ООО "Аэроэкспресс"

Спортсмены ОДК взяли «серебро» в мировых корпоративных играх по волейболу
ООО «ОДК Инжиниринг»

Аэроэкспресс и Русское географическое общество открыли фотовыставку, посвященную России
ООО "Аэроэкспресс"