Инженеры Томского госуниверситета моделируют беспилотники на суперкомпьютере СКИФ Cyberia и создают рабочие прототипы

    Цифровая модель первого лабораторного экземпляра БПЛА, предназначенного для мониторинга окружающей среды, место создания модели: ТГУ.

    Сотрудники Суперкомпьютерного центра Томского государственного университета (ТГУ) разработали и реализовали систему автоматизированного проектирования беспилотных летательный аппаратов (БПЛА), основанную на математическом моделировании с использованием вычислительных мощностей суперкомпьютера СКИФ Cyberia. Эта система может быть использована для проектирования и конструирования также и цифровых моделей самолетов, в том числе для оптимизации рабочих характеристик уже используемых летательных аппаратов.

    «Новый подход решает проблему проработки аэродинамического профиля БПЛА и выбора его оптимальной конструкции. Для решения инженерных задач создана облачная система, связанная с суперкомпьютером ТГУ СКИФ Cyberia. Пользователь загружает в облачную систему требуемые технические характеристики, такие как максимальная подъемная сила, размах крыльев, время и дальность полета, его скорость и другие. На основе этих параметров производятся расчеты, создаются 3D-модели и цифровой прототип летательного аппарата. Оптимальный вариант выбирается далее уже с помощью испытаний различных цифровых моделей БПЛА в виртуальной аэродинамической трубе», — рассказал исполнитель проекта, сотрудник Суперкомпьютерного центра ТГУ Кирилл Костюшин.

    Данный способ цифрового проектирования БПЛА с использованием суперкомпьютерных вычислительных технологий и применением методов численного моделирования и виртуального прототипирования позволяет инженерам ТГУ в разы сократить длительность процесса разработки, тестирования и производства различных летательных аппаратов. Временной фактор часто становится ключевым моментов в конкурентной борьбе между производителями на рынке подобных разработок. А в разработанной системе основная часть работ проводится с цифровым двойником расчетного БПЛА (его 3D-модели), включая проведение необходимых виртуальных испытаний, на основании которых можно оценить эффективность внесенных изменений в оперативном режиме, а также делать сразу же дополнительные корректировки и расчеты параметров БПЛА.

    «Система, разработанная специалистами ТГУ при поддержке Научного фонда Томского госуниверситета, уже применяется для решения инженерных задач, связанных с конструированием новых самолетов и БПЛА. Безусловно, специалистов конструкторских бюро наша система не заменит, но может значительно ускорить их работу», — подытожил Кирилл Костюшин.

    Инженеры и специалисты ТГУ использовали разработанную ими систему для создания первого лабораторного экземпляра БПЛА, предназначенного для мониторинга окружающей среды. Новый БПЛА должен оценивать состояние окружающей среды при помощи бортового газоанализатора, а также проводить обзорную видеофискацию облетаемых территории, включая анализ полученных видеоданных на наличие новых свалок и незаконных мест для сбросов отходов. Также проектируемый БПЛА планируется применять для обнаружения и фиксирования очагов пожаров в лесах Томской области.

    О суперкомпьютере СКИФ Cyberia


    В 31-й редакции списка топ-50 самых мощных компьютеров СНГ вычислительная система ТГУ СКИФ Cyberia занимала двадцать третье место.

    СКИФ Cyberia — это российский суперкомпьютер, созданный в 2015 году специалистами российской компании «Т-Платформы» и установленный в Межрегиональном супервычислительном центре Томского государственного университета.

    Характеристики суперкомпьютера СКИФ Cyberia:

    • количество узлов: 713;
    • количество CPU: 1426;
    • количество ядер CPU: 7608;
    • количество GPU-ускорителей: 16;
    • количество мультипроцессорных блоков GPU: 524;
    • количество GPU-ядер/CUDA-ядер: 80128;
    • всего ядер: 8132;
    • Rpeak (Тфлоп/с): 239.28;
    • коммуникационная сеть: QDR Infiniband;
    • транспортная сеть: 10 Gigabit Ethernet;
    • сервисная сеть: Gigabit Ethernet;
    • топология: FatTree;
    • семейство коммуникационной сети: InfiniBand;


    Результаты тестов Linpack на СКИФ Cyberia:

    • Rmax: 124.2 Тфлоп/с;
    • Linpack Nmax: 1580928.


    Архитектура суперкомпьютера СКИФ Cyberia:

    • 283 узла 2x Intel Xeon 5150, 8 GB RAM;
    • 358 узлов 2x Intel Xeon X5670, 48 GB RAM;
    • 20 узлов 2x Intel Xeon E5-2695v3, 256 GB RAM;
    • 5 узлов 2x Intel Xeon E5-2695v3, 256 GB RAM; Acc: 2x NVIDIA Tesla K80;
    • 7 узлов 2x Intel Intel Xeon E5-2670v3, 128 GB RAM;
    • 2 узла 2x Intel Intel Xeon E5-2670v3, 128 GB RAM; Acc: 2x NVIDIA Tesla K80;
    • 22 узла 2x Intel Xeon Gold 6148, 256 GB RAM;
    • 15 узлов 2x Intel Xeon Gold 5118, 256 GB RAM;
    • 1 узел 2x Intel Xeon Gold 5118, 256 GB RAM; Acc: 2x NVIDIA Tesla V100.


    Согласно текущей 31-й редакции списка топ-50 самых мощных компьютеров СНГ от 23 сентября 2019, суперкомпьютер СКИФ Cyberia занимает двадцать третье место.

    Используемое на суперкомпьютера СКИФ Cyberia специально лицензионное программное обеспечение:

    • средства разработки высокопроизводительных приложений – компиляторы GNU, Intel, Portland group (PGI), PathScale EKOPath C/C++/F77/F90, средства отладки Intel, Portland group (PGI), TotalView;
    • математические библиотеки для проведения параллельных вычислений Intel MKL, IMSL, ScaLapack, PETSc, FFTW;
    • ПО Matlab (до 128 потоков);
    • специализированное программное обеспечение ANSYS AUTODYN, ANSYS Multiphysics, ANSYS; CFD, CFX, FlowVision, OpenFOAM, ParaView, Salome, NetGen, Open CASCADE;
    • пакеты для расчета молекулярной динамики: MolPro, Gaussian, GAMESS, FireFly, Orca, PSI3, Dalton;
    • моделирующие системы для исследований погоды и климата MM5 и WRF, системы для решения задач охраны окружающей среды CAMx и CMAQ.
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 2

      –2
      Инженеры Томского госуниверситета моделируют беспилотники на суперкомпьютере

      … потому что запускать их запрещено законом!
        0
        А какая из списка программ использовалась для моделирования именно этого беспилотника? Как именно был построен процесс? Модели произвольно рисовались вручную, а потом продувались и сравнивались?
        Судя по результату, ручная оптимизация в xflr5 дала бы больше толку.

        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

        Самое читаемое