От суперкомпьютеров до ветряных туннелей: дорога НАСА в Артемис II

Из многих дорог, ведущих к успешным миссиям Artemis, одна вымощена высокотехнологичными компьютерными чипсами, называемыми Superchips. Попутно партнерство между инженерами ветровых туннелей НАСА, учеными для визуализации данных и разработчиками программного обеспечения проверило быстрое и экономически эффективное решение для улучшения ракеты SLS SLS (Space Launch Launch) для предстоящей миссии Artemis II. Это будет первый экипажный рейс ракета SLS и космического корабля Orion, примерно в 10-дневном путешествии по луне.

Высокоскоростное сетевое соединение между высококлассными вычислительными ресурсами в НАСА Advanced Supercomputing учреждение и Ветряная туннель унитарного планаоба расположены в исследовательском центре AMES в НАСА в Силиконовой долине Калифорнии, позволяют сотрудничать по улучшению ракета для Артемида II миссия Во время полета Artemis I ракета SLS испытала вибрации более высокой, чем ожидалось, возле точек привязанности к твердой ракете, вызванной нестационарным воздушным потоком между разрывом.

Одним из решений, предложенных для Artemis II, было добавление четырех слоев. Строка представляет собой тонкую, подобную плавникоподобную структуру, обычно используемую на самолетах для улучшения нестационарного воздушного потока и стабильности. Добавление их к основной стадии сводит к минимуму вибрацию компонентов.

Раствор для каменного фонда поступает из предыдущих испытаний в аэродинамической туннеле унитарного плана, где инженеры НАСА применили метод неустойчивой чувствительной к давлению (UPSP) к моделям SLS. Краска измеряется со временем в аэродинамическом давлении на воздухе и космическом корабле.

Он опрыскивается на тестовые модели, а высокоскоростные камеры снимают видео с колеблющейся яркостью краски, что соответствует локальным колебаниям давления на модели. Понимание быстрых изменений в давлении на больших областях модели SLS помогает инженерам понять быстро меняющуюся среду. Данные передаются на расширенную суперкомпьютерную установку НАСА через высокоскоростное сетевое соединение.

«Этот метод позволяет нам увидеть данные ветряной туннели в гораздо более мелкой детализации, чем когда-либо прежде. С этой дополнительной ясностью инженеры могут создавать более точные модели того, как ракеты и космические корабля реагируют на стресс, помогая разрабатывать более сильные, более безопасные и более эффективные структуры»,-сказал Томас Стева, ведущий инженер, подразделение SLS в филиале Aerodynamics в филиале Nasa’s Space Commerse Commiter в Huntsville.

Для конфигурации SLS со стринками команда ветряных туннелей применила краску к масштабной модели ракеты. После того, как данные камеры, передаваемые в суперкомпьютером, команда экспертов по визуализации и анализу данных продемонстрировала результаты в Система визуализации Hyperwallдавая команде SLS беспрецедентный взгляд на влияние слов на производительность автомобиля. Команды смогли взаимодействовать и проанализировать данные окраски.

«Вычислительные вычислительные возможности и объекты НАСА, в сочетании с уникальными средствами в Эймсе, дают нам возможность повысить производительность, сокращая временные рамки, снижая затраты и укрепляя дизайны таким образом, чтобы непосредственно поддерживали безопасные человеческие космические полеты»,-сказал Кевин Мерфи, НАСА. Главный сотрудник по данным науки и привести к портфелю высококлассных вычислительных возможностей агентства в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне. «Мы активно используем эту возможность, чтобы помочь Artemis II готова к запуску».

Использование высокоскоростной связи между унитарным планом ветряной туннели и усовершенствованным суперкомпьютерным объектом НАСА уменьшает типичное время обработки данных с недель до всего лишь нескольких часов.

В течение многих лет программное обеспечение NASA, продвигающее внутреннее программное обеспечение SuperCompling Division, подъезд, восхождение и транспортное средство аэродинамики, помогло сыграть роль в разработке и сертификации различных конфигураций транспортных средств SLS.

«Возможность работать с Hyperwall и командой визуализации обеспечивает личное, быстрое взаимодействие с данными, и мы можем внести изменения в реальное время на обработку»,-сказала Лара Лэш, исследователь аэрокосмической инженерии в экспериментальной филиале аэродиско-физики в НАСА Ames, которая возглавляет работу UPSP.

На этот раз исследователи Supercompuling NASA использовали суперкомпьютер Cabeus, который является крупнейшим вычислительным кластером на основе GPU на основе графических процессоров, содержащим 350 узлов Superchip Nvidia. Суперкомпьютер создал серию сложных вычислительных динамических симуляций жидкости, которые помогли объяснить основную физику добавления в тряпе и заполнены пробелами между областями, где камеры и датчики ветряной туннели не могут достигать.

Это действительно было совместным усилием для нескольких команд.

«Красота каменного решения заключается в том, что мы смогли добавить стрики для улучшения нестационарной аэродинамики и связанных с ними уровней вибрации компонентов в интертанке», – сказала Кристин Морган, которая управляет усилиями по внедрению Strake для SLS в Маршалле.

Команда из Boeing в настоящее время устанавливает струи на ракете в космическом центре Кеннеди в НАСА во Флориде и нацелена на октябрь 2025 года для завершения установки.

Через Артемиду НАСА отправит астронавтов для изучения Луны для научных открытий, экономических выгод и создать основу для первых миссий экипажа на Марс.

Чтобы узнать больше об Артемиде, посетите:

https://www.nasa.gov/artemis

Джонатан сделка
Маршалл Космический полетет, Хантсвилл, штат Алабама.
256.544.0034
[email protected]