曙光 8000 支撑可重复使用火箭研发,为发动机群尾焰进行“超高清 CT 扫描”
近日,中科曙光与西安交通大学研究团队合作,利用全国产十万卡AI超算集群曙光8000,成功实现了超大规模火箭尾焰的高精度数值模拟。此次计算的规模创下了国际已知超声速时空耦合高精度射流仿真的新纪录,填补了国产高端计算平台在多喷口超声速射流超大规模高精度模拟方面的空白。
多发动机尾焰的干扰是可重复使用火箭研发中的一个关键挑战——当多台发动机并联工作时,喷出的高温、高速尾焰会相互影响,产生复杂的压力波动和热量分布。然而,由于极端环境限制,内部流场信息难以通过实物试验完整获取,因此高精度数值模拟成为研究这类问题的重要方法。
研究团队在曙光8000上完成了33喷口环形阵列的三维高精度模拟,再现了多股尾焰交汇、干扰与混合的复杂过程,这相当于为发动机群尾焰进行了一次“超高清CT扫描”,有助于箭体结构设计、防热方案优化以及后续试验的推进,从而推动可重复使用火箭的研发。
IT之家从官方介绍了解到,本次模拟的计算规模达到了6.774万亿网格单元,弱扩展效率为99.01%,强扩展效率为73%,网格更新吞吐率为34.029万亿单元每秒。这表明,当计算资源和任务规模同步增加时,系统仍能维持理想的计算效率,充分验证了曙光8000支撑超大规模并行计算的能力,也为未来更大规模、更高精度的研究奠定了基础。
此外,超大规模CFD(计算流体力学)还会产生海量流场数据和中间结果,持续考验存储与通信能力。为此,双方通过优化计算方法,减少了不必要的数据读写和通信开销,提升了大规模并行计算的效率;同时,依托曙光8000的高速互连、高效存储、资源调度和全链路监测等系统能力,确保了复杂任务的高效、稳定运行。
此次面向商业航天的高精度仿真,为科研人员在实物试验前进行风险分析和方案比选提供了数据支持。未来,这些数据还可与人工智能方法结合,探索代理模型、快速预测等研究方向,从而大幅提升需要反复进行的方案筛选效率。目前,曙光8000已适配超过300项重点应用,覆盖30多个科研及产业领域。