物理技术系的学者们想出了如何用2小时算出火箭发动机的运转过程
26.04.2021

托木斯克国立大学物理与技术学院的研究生亚历山大·基留什金与托国立物理与技术学院数学物理系教授雷奥尼德·名科威一起改进了用于计算火箭发动机,大大提高了其准确性,并将工作时间减少到2小时。 托木斯克科学家的工作成果发表在《计算机研究与建模》(Scopus,Q3)杂志上。

通常,现代固体推进剂火箭发动机(固体推进剂火箭发动机)具有复杂形状的装药,其特征在于三维或轴对称的几何形状。燃烧室内的气体流动可能很复杂,可能存在压力脉动,涡旋结构的形成和停滞区。由于其瞬态,高温和高压,对固体推进剂火箭发动机中发生的过程进行实验研究会遇到一定的困难。在这方面,数学建模方法的使用是此类过程研究的重要组成部分。

Схема бессоплового РДТТ: 1 — ось симметрии; 2 — выходное сечение; 3 — стенки; 4 — начальное положение горящей поверхности; 5, 6 — граница металлического вкладыша

在俄罗斯基础研究基金会的资助下,托木斯克的科学家们开发了一种算法,可以提高所得结果的准确性,从而有助于减少耗时的实验次数。另外,有可能模拟固体燃料配置,使用现有方法进行的固体燃料配置在实施中存在问题或给出不正确的结果。但是,使用该算法需要大量时间进行计算,与现有算法相比,它的详细信息。

Александр Кирюшкин

关于算法现代化的亚历山大·基留什金说:“在工作计算机上,一种布局方案可能需要多达一周的时间来计算,这在设计阶段是不太方便的,因为在设计阶段,需要快速考虑许多不同的方案。另一方面,并非总是可以使用高性能计算集群。因此,我们使用NVIDIA GPU和CUDA技术对算法进行了并行化和优化。”

应用并行实现的方式使每秒3 teraflops(3x1012)浮点运算的性能成为了可能。这大大减少了算法的运行时间,缩短到了1-2小时。 将托国立科学家们开发的算法计算结果与现有算法的计算结果进行比较仅相差了20%,这也证实了其具有很高的准确性。