GE航空航天利用超级计算机模拟系统，测试其革命性开放式风扇架构

·  GE航空航天是首家使用美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）的世界最快超级计算机Frontier
·  Frontier每秒可实现百亿亿次运算
·  GE开发的模型将用于研究下一代商用飞机发动机的开放式风扇发动机架构
·  与美国能源部橡树岭国家实验室合作开发的模型能有效减少碳排放量超20%

2023年6月17日，法国勒布尔歇——GE航空航天集团（以下简称“GE航空航天”）利用世界上最快的超级计算机模拟系统，助力开发革命性开放式风扇发动机架构，以打造未来航空。该百万兆次级超级计算机每秒能够执行超过五亿次浮点运算。

为了模拟发动机性能和噪音水平，GE航空航天开发了能够在Frontier上运行的软件。Frontier是美国能源部（DOE）橡树岭国家实验室最近研制的超级计算机，拥有37000 个GPU。Frontier一秒钟内完成的计算量，相当于地球上每个人在四年的时间里每分钟完成 60 次计算，没有间断，可见其运算速度之强大。

通过将GE航空航天的计算流体动力学软件与Frontier两者结合，GE能够模拟整个开放式风扇中空气运动的具体细节。

“开发颠覆性的飞机发动机需要颠覆性的运算能力。在超级计算机的加持下，GE航空航天工程师正在重塑未来飞行，并解决过去无法解决的问题。”GE航空航天副总裁兼工程总经理穆罕默德·阿里（Mohamed Ali）解释道，“与美国能源部橡树岭国家实验室合作，我们证明了超级计算机技术对于飞机发动机的设计意义非凡，为发动机油效的跃升打开了大门。这对于帮助航空业达成2050年净零碳排放目标至关重要。”

2021年，GE航空航天和赛峰飞机发动机公司重磅推出了可持续发动机革命性技术验证项目（RISE）*，将开发和验证一系列颠覆性的创新技术，包括开放式风扇架构、先进的热管理、燃烧室、混合电力等。RISE项目旨在实现油耗和二氧化碳排放量较现役最高效的单通道发动机再减少20%以上。预计2025年左右进行地面和飞行测试，2030年代中期开始应用于新一代商用飞机发动机。

RISE项目将开发和验证开放式风扇架构，通过移除风扇机闸以提高推进效率，同时提供与当前单通道飞机相当的飞行速度和客舱体验。GE航空航天借助超级计算机和软件工具，帮助工程师从“新”理解开放式风扇所涵盖的空气动力学及声学物理。例如，在设计阶段，即可通过Frontier更好地评估新型发动机技术在飞机飞行过程中的应用，从而使GE工程师进一步改善测试硬件设计，优化发动机性能及机身一体化。

“与GE Aerospace的携手从某种程度印证了百亿亿级超算的主要特征：能够通过数字探索复杂的现象本质。”橡树岭国家实验室领先运算机构科学总监布朗森·梅瑟（Bronson Messer）说道：“同其他任何前沿科学设备一样，这一项目的顺利运作，离不开GE航空航天团队和橡树岭国家实验室的倾情奉献与通力合作。其成果更是有力验证了携手Frontier所能释放出的计算机科学的无限潜能。”

Frontier基于Hewlett Packard Enterprise（HPE）Cray EX架构，拥有超9400个运算节点。每个节点配备了第三代AMD EPYC 处理器及四块AMD Instinct MI250X图形处理器（GPUs）。橡树岭国家实验室领先运算机构为美国能源部科学办公室提供用户设备。

GE航空航天及其研发中心与美国能源部合作已超十多年，来验证高性能计算对于航空工业设计的助益。
 
*RISE项目是CFM国际（GE和赛峰飞机发动机公司50/50平股合资公司）注册商标