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:

В S7 Group заявили о важности госрегулирования стоимости аэропортовых услуг
АО "Авиакомпания "Сибирь"

Авиакомпания «РусЛайн» открыла продажу билетов на рейсы 2025 года
АО АК "РусЛайн"

Авиакомпания «Ямал» открывает регулярные рейсы в Новый Уренгой из Шереметьево
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Двигатели ОДК обеспечили доставку грузов к МКС
АО "ОДК"

Вопросы эффективного управления затратами аэропортов рассмотрят на форуме Развитие аэропортов – 2024 в Москве 27 ноября
Центр стратегических разработок в гражданской авиации (ЦСР ГА)

Генеральный директор аэропорта Красноярск – в числе номинантов премии «Человек года»
Международный аэропорт Красноярск

«Уральские авиалинии» увеличили зарплаты техническому персоналу на 35%
ОАО АК "Уральские авиалинии"

ГТЛК и Правительство Ярославской области договорились о сотрудничестве в сфере беспилотной авиации
АО "ГТЛК"

Авиакомпания «Ямал» запускает ежедневные рейсы из Нового Уренгоя в московский аэропорт Шереметьево
АО УК "Аэропорты Регионов"

Студенты МГТУ ГА защитили честь вуза на главной неделе транспортников России
МГТУ ГА

УК «Аэропорты Регионов» представила в рамках «Транспортной недели» свои инвестиционные проекты и новые технологии для отрасли
АО УК "Аэропорты Регионов"

Ростех будет развивать научно-производственную кооперацию с ведущими вузами
Госкорпорация Ростех

Авиакомпания Red Wings пополнила свой флот новым самолётом SSJ-100
АО "Ред Вингс"

Глава ГТЛК Евгений Дитрих рассказал Председателю Правительства Михаилу Мишустину о развитии рынка гражданских беспилотников и планах компании по лизингу спутников
АО "ГТЛК"

МАИ поделился с опорными вузами ОАК опытом реализации научных и образовательных проектов
Московский авиационный институт

Эмирейтс представляет новогоднюю коллекцию товаров в официальном магазине бренда
Авиакомпания Emirates

Начались испытания нового российского оборудования на летающей лаборатории Ту-214
ПАО "ОАК"

АКРА присвоило рейтинг АА-(RU) выпуску облигаций ГТЛК серии 002P-04
АО "ГТЛК"

ГТЛК заключила первый в России договор лизинга космических аппаратов с Группой компаний «СПУТНИКС»
АО "ГТЛК"

ГТЛК и Роскосмос намерены развивать льготный лизинг космических аппаратов
АО "ГТЛК"