3D-моделирование беспилотников

Сотрудники Суперкомпьютерного центра Томского государственного университета (ТГУ) разработали способ автоматизированного проектирования беспилотников. Он основан на математическом моделировании с использованием вычислительных мощностей суперкомпьютера СКИФ Cyberia. Новый подход включает создание цифрового двойника и его прототипирование — производство функционирующей модели БПЛА. Этот способ может быть использован для конструирования моделей самолетов, а также для оптимизации рабочих характеристик уже используемых летательных аппаратов, сообщает пресс-служба ТГУ. Проект поддержан Научным фондом имени Д. И. Менделеева ТГУ.

«Новый подход решает проблему проработки аэродинамического профиля БПЛА и выбора его оптимальной конструкции, — рассказывает исполнитель проекта, сотрудник Суперкомпьютерного центра ТГУ Кирилл Костюшин. — Для решения инженерных задач создана облачная система, связанная с суперкомпьютером ТГУ. 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 с помощью испытаний моделей БПЛА в виртуальной аэродинамической трубе».

Как отмечают разработчики, использование суперкомпьютерных вычислительных технологий с применением методов численного моделирования и виртуального прототипирования позволяет в несколько раз сократить процесс разработки и производства. Это становится ключевым фактором в конкурентной борьбе на рынке подобных разработок.

Ученые ТГУ уже выпустили первый лабораторный экземпляр БПЛА, предназначенный для мониторинга окружающей среды. Планируется, что оценивать состояние окружающей среды он будет при помощи газоанализатора, установленного на борту. Помимо этого беспилотник будет вести съемку территории города и области, а также участвовать в работе по предотвращению появления новых свалок и незаконных сбросов отходов. В перспективе такой аппарат может применяться для поисков очагов пожаров в лесах Томской области.

Новый подход и виртуальную аэродинамическую трубу можно использовать и для улучшения рабочих характеристик уже действующих летательных аппаратов. Для этого в облачную систему загружается модель, проводятся аэродинамические расчеты и выявляются проблемные места, затем предлагаются варианты улучшения характеристик изделия. Это решение воплощается в цифровом двойнике (3D-модели), после чего проводятся виртуальные испытания, которые определяют эффективность внесенных изменений.

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

СЛЕДУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ РАЗДЕЛА "IT"