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第十五届全国高性能计算学术年会 专家纵论航空航天技术领域

2019年08月26日 11:41   来源: 中新网星际网址 ######### 新闻   编辑:刘文华

  中新网星际网址 ######### 新闻新闻8月26日电(记者 李爱平)正在此间召开的第十五届全国高性能计算学术年会,计算机如何在航空航天领域应用成为本次年会自最大亮点。

  由中国计算机学会主办,以“计算 见智 赢未来”为主题的本次学术年会上,关于业界前沿学术与应用动态也是本次学术年会中最令非计算机专业人士颇为烧脑的领域。

  中国航发四川燃气涡轮研究院研究员专业总工程师徐华胜,演讲的题目是《航空发动机燃烧室数值仿真应用状况及发展需求》。

  他表示,燃烧室是航空发动机的三大核心部件之一,航空发动机燃烧室包含了湍流、雾化、蒸发、化学反应和辐射等复杂的三维两相湍流燃烧过程,高精度描述航空发动机燃烧室中的湍流燃烧过程需要复杂的物理模型。

  由于燃烧室过程的复杂性,传统的研制手段以试验为主,成本高、周期长,难以满足航空发动机迅速发展的需求。计算机技术以及计算流体力学和计算燃烧学的发展存进了数值仿真方法在航空发动机燃烧室中的应用,加快了航空发动机燃烧室的研制过程。

  在他看来,技术研究和产品研制过程中发挥了越来越重要的作用,成为必不可少的分析手段。

  西安电子科技大学的赵勋旺,用《系统级高精度电磁计算在航天领域的应用》来为与会专家做了分享。

  他说,在航天领域的电磁设计中,长期以来需要开展天线与天线罩一体化高精度仿真计算与一体化优化设计工作,但传统方法往往难以提供解决方案。

  据赵勋旺介绍,航天领域的雷达带罩系统需要重点研究两部分,分别是分析和优化。赵勋旺还介绍了超大规模并行高阶矩量法的关键理论与方法,重点给出航天领域的实际应用案例。

  清华大学航天航空学院特别研究员博士生导师肖志祥,他分享的主题是《RANS-LES混合方法框架体系》。

  肖志祥说,航空航天领域内存在很多非定常流动现象,如大攻角、大分离等等,需要发展兼顾计算精度和效率的非定常流动预测方法。

  西北工业大学教授博导钟诚文表示,在近空间高超声速飞行器、天地往返运输系统、航天器姿态控制等研究中均会涉及到多流域问题。基于连续性假设的Navier-Stokes方程在多流域情况下不再适用,目前多采用Boltzmann方程的统一算法。由于速度空间的离散,需要求解七维控制方程,导致了维度危机。

  钟诚文介绍了速度空间的均匀离散和非均匀离散对计算资源的需求的差异、在求解控制方程中所采取的加速和并行计算策略,展示了多流域算例计算结果和并行计算效率。

  来自中国商飞上海飞机设计研究院研究员专业总工程师杨士普认为,商用飞机是一个高度复杂的系统工程,同时也是一项高投入、高风险、高回报的商业活动。为提升商用飞机的性能,缩短研制周期,提高市场竞争力,越来越多的计算机仿真技术被应用到飞机设计中,HPC为仿真技术的深度发展提供了基础之一。

  杨士普告诉与会嘉宾,基于市场对飞机产品的要求,CFD仿真将在飞机研发过程中承担越来越重要的角色;基于CFD仿真的需求,HPC计算能力的需求将以10的三次方倍/10年的速度增长;基于成本与效率的考虑,CFD软件将从由商业软件为主转向以开源/自研软件为主。

  中国空气动力研究与发展中心博士赵钟围绕航空航天飞行器设计过程中对高性能并行计算的需求,分析当前计算流体力学软件(CFD)并行计算的发展形势,从“国家数值风洞”风雷软件的现状出发,探讨在面临下一代E级系统复杂硬件环境下,CFD软件如何在并行适应性、封装性方面取得较好的平衡。(完)


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