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:

Оборудование «Азимута» обеспечит безопасное управление полетами в Чечне
Госкорпорация Ростех

Аэропорт Владивосток – за спорт!
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Авиакомпания S7 запускает масштабную программу перевозок из аэропорта Хабаровск
АО "Хабаровский аэропорт"

Аэрофлот открыл новое пространство для брифинга лётных и кабинных экипажей
ПАО "Аэрофлот"

Qatar Airways увеличивает полетную программу из Шереметьево
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

В аэропорту Шереметьево вводятся временные ограничения на вход в пассажирские терминалы с оружием
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

AZUR air запустила прямые рейсы в Анталью из Ульяновска
Авиакомпания AZUR air

Utair обновляет программу лояльности Status
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

ГТЛК подвела итоги операционной деятельности за 1 квартал 2026 года
АО "ГТЛК"

Выручка ГТЛК по РСБУ выросла до 28,1 млрд рублей за 1 квартал 2026 года
АО "ГТЛК"

Авиакомпания «ЮВТ АЭРО» запускает рейсы по маршруту Казань — Нальчик — Сочи
АО "ЮВТ АЭРО"

Аэрофлот ввёл дополнительные рейсы между Москвой и Южно-Сахалинском
ПАО "Аэрофлот"

Новейший авиадвигатель ПД-8 прошел испытания шквальным градом
АО "ОДК"

В ОДК-СТАР завершился конкурс по охране труда «Защити себя сам!»
АО "ОДК-СТАР"

Ростех разработал «умные глаза» для беспилотников
Госкорпорация Ростех

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу авиабилетов из Улан-Удэ в Хужир на июнь-сентябрь 2026 года
АО "Авиакомпания "Аврора"

Авиадвигатель ПД-8 для самолета «Суперджет» прошел испытания шквалистым градом
Госкорпорация Ростех

Аэрофлот открыл отдельную стойку регистрации для многодетных семей в базовом аэропорту Шереметьево
ПАО "Аэрофлот"

AZUR air запустила прямые рейсы в Анталью из Москвы
Авиакомпания AZUR air

Авиакомпания NordStar возобновляет рейсы из Норильска в Тюмень и Самару в летнем периоде 2026 года
АО "Авиакомпания "НордСтар"