利用智能超算构建首个完整的飞机发动机仿真

2020-07-20 13:27:18 朱明劲 11

景派科技丨超算丨HPC

工业设计师在设计车辆推进或外部新元件的设计时,通常会使用流体动力学来优化气流并提高车辆的速度和效率。但是,这些流体动力学模拟的计算量很大,这意味着研究人员通常会模拟系统的一小部分或系统的大幅简化版本,以便逼近实际结果。现在,CERFACS(法国图卢兹的一个私人实验室)的一个团队已经使用了来自欧洲高级计算合作伙伴关系(PRACE)的超级计算资源来完成整个飞机发动机的第一个完整的,高保真度的仿真。

该项目名为“ FULLEST”,是“使用大型涡流模拟资源进行的第一个完整的发动机计算”。通过FULLEST,由CarlosPérezArroyo和JérômeDombard领导的研究团队模拟了DGEN380“涡轮风扇”商务喷气发动机的三个关键部件:发动机的风扇,高压压缩机和燃烧室。在项目进行过程中,飞机和直升机发动机制造商,建立模拟发动机模型的飞机发动机公司进行合作。 

该团队从单个组件仿真开始,开发了用于耦合组件的方法,并最终完成了他们的第一个多组件仿真。与常规的仿真相反,常规的仿真经常需要复制组件以减少计算成本,因此还需要进行360度仿真。实际上,单个零件的许多仿真仅计算了这些重复部分中的一个。

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初步结果表明,这种多组分发动机仿真是可行且有益的。通过运行全引擎模拟,研究人员可以查看组件之间的相互作用,例如来自压缩机的压力波对燃烧室的影响。当组合不同的发动机组件时,模拟会变得更加广泛和复杂。总而言之,模拟最终以惊人的20亿个单元代表了引擎。

为了完成模拟,该项目(正在进行中)通过PRACE获得了总计3160万个核心小时的奖励。这些小时数是根据由法国国家高性能计算组织GENCI托管的Joliot-Curie系统获得的。Joliot-Curie托管四个分区(一个Intel Skylake分区,一个Intel Knights Landing分区,一个AMD Epyc Rome分区和一个Intel Cascade Lake分区),最强大的分区– AMD系统–提供近7个Linpack petaflops,并排在第33位世界上最强大的公开排名超级计算机的最新Top500列表。


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