摘要:導讀:2月20日,GE公司宣佈已經獲得了美國橡樹嶺國家實驗室(ORNL,Oak Ridge National Laboratory)的世界頂級超級計算機的訪問權,以支持航空發動機和發電設備(燃氣輪機)的優化,通過使用先進的的計算功能,GE公司表示,它將能夠實現航空發動機燃油效率的提升,並且計劃整合3D打印零件以進一步提高效率和性能。GE研究中心計算流體動力學部門的一個團隊將使用Summit超級計算機研究複雜的流動特性如何影響航空發動機性能以改善發動機設計,目標是找到研發更高效航空發動機和燃氣輪機的途徑,其探索的一部分還包括尋找將3D打印組件集成到發動機中的新方法。

導讀:2月20日,GE公司宣佈已經獲得了美國橡樹嶺國家實驗室(ORNL,Oak Ridge National Laboratory)的世界頂級超級計算機的訪問權,以支持航空發動機和發電設備(燃氣輪機)的優化,通過使用先進的的計算功能,GE公司表示,它將能夠實現航空發動機燃油效率的提升,並且計劃整合3D打印零件以進一步提高效率和性能。

GE是在美國能源部的支持下獲得ORNL的超級計算機使用權的。爲了提升美國的科學和工程能力,美國能源部發起了“創新和新計算對理論與實驗影響” (INCITE,Innovation and Novel Computational Impact on Theory and Experiment)項目,今年是該項目的第15個年頭,美國政府開始允許外部企業訪問超級計算機以進行高級工程和科學項目。而此次,GE公司獲得了590,000個節點/小時來使用ORNL的Summit超級計算機。

值得一提的是,在2018年美國推出Summit最新一代超級計算機,中國已經在超級計算機霸榜超過 5 年的時間,在2017年11月的世界超級計算機排名中,排名第一和第二的分別是位於中國國家超算無錫中心的神威太湖之光和位於中國超算廣州中心的天河二號。而Summit的運算峯值要比無錫太湖之光多出了60%左右。

GE研究中心計算流體動力學部門的一個團隊將使用Summit超級計算機研究複雜的流動特性如何影響航空發動機性能以改善發動機設計,目標是找到研發更高效航空發動機和燃氣輪機的途徑,其探索的一部分還包括尋找將3D打印組件集成到發動機中的新方法。

高保真仿真顯示高壓渦輪中的熱流和冷流混合

GE研究中心的Thermosciences小組的項目負責人

“我們能夠以空前的速度,深度和特異性進行實驗,這使我們能夠感知到以前在複雜的工業系統如何運行中無法觀察到的現象,” GE Research的熱科學小組的項目負責人邁克-奧斯凱(Michal Osusky)解釋說:“通過這些研究,我們希望創新設計,使我們能夠推動渦輪機械效率和性能的發展。”

GE並不是第一次與ORNL等國家實驗室合作,先前的合作使得GE公司的“聯合循環電廠效率、風能輸出和噴氣發動機性能的顯著提高。” 考慮到這一點,該公司對獲得ORNL的Summit超級計算機的使用感到樂觀,這將帶來積極的成果,並且至關重要的是,將獲得更可持續的解決方案。

GE公司自己內部也購置有超級計算機資源爲其航空,電力和可再生能源業務開展多項高級研究計劃,這些超算能力在模擬複雜流體動力學以瞭解如何設計更高效的渦輪機械產品中起着重要作用。

作爲該項目的一部分,GE公司工程師還計劃利用大渦模擬(LES,Large Eddy Simulations)分析完整的3D引擎組件,以更好地理解影響航空發動機性能的複雜流動物理原理。該團隊將分析許多因素,包括流混合,邊界層過渡,分離流,多尺度流結構以及高壓渦輪部件之間的耦合。

值得注意的是,GE增材製造團隊也在與ORNL合作,以加速增材製造的工業化。作爲這種持續合作關係的一部分,GE 增材製造團隊正在利用實驗室的Summit超級計算機的功能來快速分析從金屬增材製造系統中收集的信息。

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