Flexcompute представила Physics Twin для расчёта факела двигателей: ускорение ~200× к DSMC

Компания Flexcompute представила Physics Twin for Space Plume Impingement — инструмент, который моделирует, как выхлоп ракетных двигателей влияет на находящиеся рядом космические аппараты на орбите, сообщает Interesting Engineering. По данным компании, он построен на Physics World Model и предназначен для операций сближения и маневрирования вблизи (RPO): автономной стыковки, обслуживания спутников и дозаправки. Инструмент оценивает силы, нагрев, эрозию и загрязнение, которые выхлоп создаёт на соседнем аппарате. interestingengineering.comInteresting Engineeringinterestingengineering.comОткрыть источник ↗

Почему воздействие факела сложно рассчитать

Выхлоп двигателя может раскачать соседний аппарат, повредить внешние поверхности или закрыть навигационные датчики. Для расчёта таких высокоскоростных столкновений частиц применяют метод прямого статистического моделирования Монте-Карло (DSMC), но он требует больших вычислительных ресурсов. Поэтому команды миссий могут проверить лишь ограниченное число траекторий, а типичные методы считают такие задачи днями. interestingengineering.comInteresting Engineeringinterestingengineering.comОткрыть источник ↗

Подход Flexcompute называется Tokenized Physics. В нём используется новый решатель уравнения Больцмана в единой системе, что, по заявлению компании, даёт точность уровня DSMC при большей скорости. Архитектура опирается непосредственно на физические законы, а программа, по данным компании, подстраивается под новую геометрию аппаратов и последовательности включения двигателей без переобучения. interestingengineering.comInteresting Engineeringinterestingengineering.comОткрыть источник ↗

Скорость и точность

Хан Парк из Northrop Grumman Space Systems заявил, что подход потенциально ускоряет анализ примерно в 200 раз по сравнению с DSMC. По его словам, это позволяет исследовать гораздо больше сценариев взаимодействия с факелом, а для стыковки и дозаправки — анализировать намного больше траекторий сближения и последовательностей включения двигателей. interestingengineering.comInteresting Engineeringinterestingengineering.comОткрыть источник ↗

Инструменту требуется 0,4 GPU-часа на случай (менее трёх минут на одном GPU) против 78 CPU-часов у гибридных схем DSMC. По сравнению с признанными эталонами суммарные силы отличаются менее чем на 3,5 процента. Осевая сила укладывается в 2,84 процента от стандартных моделей, тепловой поток — в 3,35 процента. interestingengineering.comInteresting Engineeringinterestingengineering.comОткрыть источник ↗

Президент и сооснователь Flexcompute Вера Ян заявила, что инструмент для космических факелов — лишь начало. Компания внедряет свои Physics Twins в других отраслях: от динамики орбитальных частиц до микромасштабного коробления в корпусировании современных полупроводников. interestingengineering.comInteresting Engineeringinterestingengineering.comОткрыть источник ↗