江苏省产业前瞻与关键技术攻关重点项目启动会顺利召开

“基于国产超级计算机的民用装备数字风洞云平台关键技术研发”正式获得江苏省产业前瞻与关键技术攻关重点项目立项,2022年8月26日在国家超级计算无锡中心顺利召开项目启动会。该项目由国家超级计算无锡中心牵头,中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所、远景能源有限公司、中航通飞华南飞机工业有限公司、西北工业大学共同承担。无锡市科学技术局副局长鲍静、无锡市滨湖区科学技术局副局长陈莹贇等领导出席了本次会议。国家超级计算无锡中心主任杨广文教授、国家超级计算无锡中心总工薛巍副教授、西北工业大学航空学院副院长张伟伟教授、西北工业大学航空学院副高惠增宏、中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所副主任赵钟、远景能源有限公司主任工程师王国蕾、中航通飞华南飞机工业有限公司二级专家刘冠冕等专家及项目承担单位骨干代表出席会议并听取了项目的相关报告。项目启动会由国家超级计算无锡中心研发中心副主任刘钊主持,无锡市科技局鲍静副局长致辞。她对项目的成功立项表示祝贺,科技局将积极支持项目的实施,期待项目组取得重大成果,同时希望依托国家超级计算无锡中心,各参与单位加强合作,优势互补,高质量高效率完成项目,作为科技部门也将不断创新工作举措,提升科技服务水平,继续服务好超算,支持超算持续发展。
滨湖区科技局副局长陈莹贇再次祝贺项目的成功立项,并表示将大力支持项目的推进并期待项目能取得优良成果。
会上,国家超级计算无锡中心主任杨广文教授代表项目牵头单位致辞。他指出,国家超级计算无锡中心将继续围绕国家科技自立自强,大力实施前瞻性产业技术创新专项,坚决打好关键核心技术攻坚战,提升自主创新能力,积极抢占产业技术竞争制高点。面向国家重大战略需求,聚焦先进制造重点领域,集中力量开展关键核心技术攻关和重要标准研发,加快推进核心技术自主化,不断提升产业高端化发展水平。国家超级计算无锡中心总工薛巍副教授,通过对话方式,深入交流了无锡超算中心运营和发展现状及我国超算行业可持续发展道路。
项目首席工程师国家超级计算无锡中心先进制造部部长任虎,分别从申报历程回顾、项目总体概述、研究团队及基础、项目需求分析、实施方案、技术路线等方面做了详细汇报。
科技局领导听取了项目的实施方案汇报后,肯定了项目的重要性和设计合理性,并与单位代表签订执行方案承诺书。随后,各参研单位围绕项目分工与计划,进行执行方案细节讨论。本次项目启动会加强了各课题承担单位的交流合作,并进一步细化落实了各单位的任务目标、工作计划。“基于国产超级计算机的民用装备数字风洞云平台关键技术研发”项目提出的基于国产超级计算机的高保真数字风洞云平台,有助于提升现有数字风洞技术保真度、计算效率和置信度水平,突破国外产品的市场和技术垄断,破解“卡脖子”难题,深度推进我国新能源领域的智能制造水平,助力国产高性能产业可持续发展。
▶ 牵头或参与多项国家重点研发计划课题
▶ 承担国家“工业互联网创新发展工程”项目子项目
▶ 2020年被“中国数字仿真论坛”授予“青年科技奖”
▶ 入选2022年度无锡“百名科技之星”
数字风洞即风洞的数字化,是遵循数字孪生理念,通过高保真数值计算、机器学习等技术手段,将物理风洞试验设施和试验过程1:1还原到数字世界,从而具备实施高置信数字风洞试验的能力。数字风洞具有很重要的应用价值。一方面,通过数字风洞与物理风洞相互对照,经过数据积累相互校正,从而提升大雷诺数、动态过程等复杂试验工况的置信度水平;另一方面能够通过数字技术,取代部分早期风洞试验车次和部分风洞试验,从而缓解风洞试验成本高、周期长与旺盛试验需求之间的矛盾;再次,通过数字风洞,还可以以点带面,推动国产CFD软件应用和超算的产业应用。
五段翼型实验

流动显示

动态测压

全模飞机试验

C919半模实验

建筑风载实验
西北工业大学NF-3型风洞
近年来,为满足高端装备的研发需要,工程软件高保真数值模拟能力和多学科联合仿真提出了日益迫切的需求。目前行业比较前沿的案例中,我们可以发现航空航天、汽车等流体单学科仿真网格规模逐渐接近10亿,而航发系统级、高保真数值模拟也被提上日程,网格量可能突破100亿,有一些问题甚至必须基于超级计算机才能解决。“数字风洞”作为典型的高保真数值装置,其核心是数值模拟仿真,而高性能是必备的关键指标。数字风洞试验性能预测定常计算网格量可以达到千万级别,并行规模可达到万核,试验过程需要并发几十上百个算例。动态性能和可靠性预测试验、以及气动噪声预测试验等非定常计算,网格量可达到十亿至百亿级别,并行规模可达到数百万核心。这样的计算需求必须依赖先进的高性能计算机,乃至超级计算机才能够解决。
在国家的高度重视下,经过30多年的持续投入和发展,我国高性能计算整体水平持续上升,一代代标志性的超级计算机相继面世。2016年,国家超级计算无锡中心的“神威·太湖之光”超级计算机系统完成自主研制,以每秒12.5亿亿次(125 PFlops)的计算速度连续四次问鼎世界超级计算机排名TOP500榜单。“神威·太湖之光”发布已有6年时间,但仍然是目前国内较领先和世界排名第6的超级计算机,无疑为实现超高保真度的数值模拟,构建高保真的数值装置、装备提供了算力条件,也使得构建具有高置信度的高保真“数字风洞”成为可能。