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:

Студенты Егорьевского авиационно-технического колледжа — в числе победителей «Лиги профессионалов будущего»
АО "Газпромнефть-Аэро"

Геоскан добавил возможность одновременной работы всего класса в ПО для обучения программированию дронов в школах
ГК "Геоскан"

Студент Ульяновского института гражданской авиации принял участие в турнире «Лига профессионалов будущего»
АО "Газпромнефть-Аэро"

Аэрофлот перевёз более 971 тыс. детей за три летних месяца
ПАО "Аэрофлот"

ОДК создаст интеллектуальный газотурбинный двигатель нового поколения для энергетики
АО "ОДК" ; ООО «ОДК Инжиниринг»

AZUR air в зимнем сезоне 2026/2027 будет выполнять рейсы в Нячанг из семи городов России
Авиакомпания AZUR air

«РТ-Техприемка» обсудила с делегацией из Китая развитие технологического сотрудничества
АО "РТ-Техприемка"

Комментарий пресс-службы аэропорта в связи с появлением публикаций о повреждении самолета
АО "Международный аэропорт Владивосток"

ОДК-Кузнецов подарил Самаре макет легендарного ракетного двигателя НК-33 в натуральную величину
АО "ОДК"

Рейсы из аэропорта Красноярск в Краснодар станут ежедневными
Международный аэропорт Красноярск –

Аэропорт Жуковский и «Белавиа»: 10-летие первого рейса и новое партнерство!
Аэропорт Жуковский

Аэрофлот подвёл итоги перевозок за лето: самые популярные российские и зарубежные направления
Аэрофлот

Ведущее двигателестроительное предприятие ОМО им. П.И. Баранова отметило 110-летие
ОДК

Группа «Аэрофлот» объявляет операционные результаты за август 2026 года
Аэрофлот

Новый набор целевиков ОДК-УМПО приступил к обучению в профильных вузах и колледжах
ОДК

«Пожар» ликвидировали в аэропорту Иркутска

Шереметьево начал специальное транспортное обслуживание участников Международного фестиваля молодежи
Международный аэропорт Шереметьево

Аэрофлот — официальный авиаперевозчик и партнёр Международного фестиваля молодёжи
Аэрофлот

Из аэропорта Краснодар «Аэрофлот» увеличивает частоту рейсов в Красноярск
Международный аэропорт Краснодар

Геоскан представил решение для автономной навигации беспилотников без ГНСС
Геоскан