【行业动态】法国研究团队利用超级计算机首次完成整台航空发动机高保真仿真

导读：据hpcwire网站2020年7月14日报道，法国图卢兹的一家私人实验室CERFACS的一个团队已经使用了来自欧洲高级计算合作组织（PRACE）的超级计算机资源，首次完成了整个飞机发动机的完整的，高保真度的仿真。

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发动机外形气流以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通常很大，这使得研究人员通常只模拟系统的一小部分，或者将整个系统进行大幅简化，让其接近实际结果。

该项目名为“FULLEST（Firstfull engine computation with Large Eddy Simulation Resources)”，即使用大型涡流模拟资源进行首个完整发动机计算。通过FULLEST项目，由Carlos Pérez Arroyo和Jérôme Dombard领导的研究团队模拟了DGEN380“涡扇”商用涡扇发动机的三个关键部件：发动机的风扇、高压压气机和燃烧室。DGEN380是由法国Price Induction公司为小型飞机所设计制造的大涵道比小型涡扇发动机，因此在项目进行过程中，CERFACS与PRACE组织，赛峰公司和Akira Technologies（建立发动机仿真模型的飞机发动机公司）合作。

该团队从单个发动机组件仿真开始，开发了用于多组件仿真的耦合方法，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，而新的仿真方法需要进行360度仿真。

Dombard接受采访时表示：“实际上，许多仿真对于重复部分只计算单个零件中的一个。”

初步仿真结果表明，这种鲁棒的发动机多组件仿真是可行且有益的。通过运行整个发动机仿真，研究人员可以查看组件之间的相互作用，例如来自压气机的压力波对燃烧室的影响。“当您组合不同的发动机组件时，模拟会变得更加广泛和复杂，” Dombard说。总而言之，整个仿真最终以惊人的20亿个单元完成了对整台发动机的仿真。

为了完成仿真计算，该项目（正在进行中）通过PRACE获得了总计3160万个核心小时。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超级计算机系统获得的。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Linpackpetaflops，在全世界公开的超级计算机中排名第33位。

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