NSCC files, часть 3: нефть, вертолеты, космос
В предыдущих частях NSCC files мы рассмотрели то, как НОАК собирается использовать численное моделирование повреждений техники условного противника разнообразными боеприпасами для тренировки боевого ИИ (часть 1), а также как китайцы развивают собственный прикладной пакет многопараметрической оптимизации геометрии с прицелом на стелс-БПЛА (часть 2).
Это были самые интересные темы в публичных образцах слива. Третья, заключительная часть – это анализ не вглубь, а вширь, по темам которые раскрыты в публично доступных файлах лишь очень поверхностно.
Ротор Black Hawk
Отдельно от прочих папок с аэрокосмической тематикой лежат такие вот файлы:
Открыв гигантский test.sim в STAR-CCM+, открывается следующая картина:
Сняв с этой модели точный диаметр винтов и проанализировав имеющиеся в КНР вертолеты, а затем сравнив геометрию модели с фото лопастей разнообразных вертушек, я пришел к однозначному выводу – это лопасти S-70/UH-60 Black Hawk. В 1984 году Китай закупил 24 S-70C-2 у США, и довольно неплохо их изучил.
Судя по всему, американские технологии впечатлили китайцев гораздо сильнее, чем продукция российского вертолетостроения, поэтому именно ротор UH-60A, а не какого-нибудь Ми-8 стал для китайских исследователей бенчмарком для CFD в применении к вертолетной тематике.
Учитывая общую методику «разработка своих CFD пакетов и верификация их путем сравнения с результатами, выдаваемыми западными программами», скорее всего эта модель лопастей в Star-CCM+ выполняет такую же функцию – подробная верификация своих «суверенных» пакетов типа того же GalaxyEDS, в дополнение к верификации при помощи экспериментальных данных.
В соседней папке еще лежит пачка таких вот скриншотов:
Судя по всему, это визуализации данного проекта в STAR-CCM+, а именно Q-criterion iso-surface (как вот здесь на странице 72 полной диссертации).
Что конкретно хотел сказать автор – тут сказать сложно, так как никакой сопроводительной документации к этим обрывочным файлам нет. Понятно, что симуляции на данную тематику проводились, и на этом все. Если не получается толком понять суть проводимой работы, может хотя бы сможем понять, кто именно ее проводил?
Как в этих файлах, так и на скриншотах из внутренних систем фигурирует юзернейм “avic_caorf” / “caorf avic”. Недолгие поиски привели к висящему в гугле вместе с некоторыми статьями имейлу caorf@avic.com, принадлежащему мужчине по имени Cao Rongfu, который фигурирует первым автором вот в таких вот статьях:
Simulation Analysis of Helicopter Exterior Noise Based on Infinite Element Method
In order to accurately simulate the external noise of helicopter in over flight， a coupled computational fluid dynamics/computational aeroacoustics（CFD/CAA） model is established. CFD method is used to simulate the aerodynamic force and aerodynamic interference of rotor and tail rotor in aerodynamic calculation. Acoustic infinite element method is used in noise calculation， considering the sound scattering effect of solid boundary and the sound attenuation characteristics in atmospheric propagation. On this basis， taking AC311A helicopter as an example， the calculation and analysis of over flight noise under airworthiness specifications are carried out. Combined with the comparative analysis of flight test results， it is verified that the method established in this paper can be effectively used for the evaluation and analysis of helicopter external noise. Finally， the error analysis is carried out to provide reference for the optimization of external noise evaluation algorithm and simulation model.
Study on optimized design of coaxial helicopter
According to the aerodynamic characteristics of coaxial helicopter，the multi-target optimization study of rotor airfoil is carried out based on genetic algorithm.First，establish the calculation model of aerodynamic characteristics based on CFD method，compare the results with the reliability of the calculation method.Considering the aerodynamic performance of the coaxial helicopter in the forward flying and hovering state，the multi-target aerodynamic optimization design of the coaxial helicopter rotor wing is developed.The optimization results show that the optimized airfoil has a larger resistance divergent Mach number and a lower torque coefficient compared to the reference airfoil while maintaining the lift-resistance ratio.Based on the coaxial rotor based on the optimized airfoil，the calculation results show that the optimized airfoil effectively improves the aerodynamic performance and operation characteristics of the coaxial helicopter rotor.
Указанная им как место работы контора «China Helicopter Design and Research Institute» является одней из дочерних контор AVIC (Aviation Industry Corporation of China), второй по размеру компании в китайской оборонке.
Забавно, что простая пятибуквенная аббревиатура, которую ты используешь больше одного раза в разных системах в качестве части идентификатора своей учетки, может привести к подобному легкому провалу опсека там, где его лучше избегать.
Прикладные пакеты для энергетики
По этой тематике в сливе данных очень мало - всего два скрина рабочих столов виртуалок, но по ним уже можно сделать некоторые выводы. На скриншотах фигурируют ярлыки вот таких вот программ:
Из всех этих программ я не идентифицировал только AHTC, но судя по названию и иконке – это что-то вроде thermal anti-icing solver. Остальное идентифицировать удалось однозначно, и если искать общую тематику, то это будет энергетика – как возобновляемая, так и нефть / газ. В ее контексте применение упомянутых программ выглядит так:
- Bladed 4.8 - aero-servo-hydro-elastic wind turbine design/load software;
- DLCs Generator - Design Load Case generator, automatically generates a complete set of scenarios and input files for an aeroelastic solver (like Bladed);
- OrcaFlex - dynamic analysis of offshore marine systems, used both in oil & gas and marine renewables (offshore wind);
- STAR-CCM+ - in the energy industry is used for detailed flow modeling, including blade and wake aerodynamics and turbine interactions in wind farms;
- SAGE Profile - subsea/offshore pipeline analysis (oil / gas).
Сверхзвук
В NSCC files, часть 2 я сконцентрировался на наиболее интересном применении PADJ-X, а именно aero-stealth shape optimization, однако этой задачей все не ограничивается.
Есть еще и отдельная PDFка, где обозреваются вопросы sonic boom и его симуляций для самых разных летательных аппаратов. Эта PDF – не результат проведенных работ, а скорее гайд по применению кодов из семейства PADJ-X для исследования этой тематики, так что срыва покровов тут не будет:
верификация работы прикладного пакета по хорошо изученному SSBD
еще одна верификация по публично доступным данным, Summary of Propagation Cases of the Third AIAA Sonic Boom Prediction Workshop
Еще в файле присутствует верификация работы кода по JAXA D-SEND вместе с инструкциями о том, как в каждом из этих примеров применять коды семейства PADJ-X для исследования вопроса sonic boom при помощи компьютерных симуляций, и многопараметрической оптимизации геометрии летательного аппарата с учетом этого явления.
Погодные радары и тренировка погодных моделей
В отдельной папке лежит много *.radar и *.nc файлов, которые можно самостоятельно визуализировать:
Насколько я понял, это результаты работы погодных радаров, которые на мощностях NSCC использовались как вводные данные для китайского аналога WRF:
The Weather Research and Forecasting (WRF) Model is a numerical weather prediction (NWP) system designed to serve both atmospheric research and operational forecasting needs, developed in the United States. NWP refers to the simulation and prediction of the atmosphere with a computer model, and WRF is a set of software for this. WRF features two dynamical (computational) cores (or solvers), a data assimilation system, and a software architecture allowing for parallel computation and system extensibility. The model serves a wide range of meteorological applications across scales ranging from meters to thousands of kilometers.
Кроме сырых данных с погодных радаров, какого-либо еще контекста в этой части слива нет, так что делать какие-либо предположения о методе тренировки разнообразных погодных моделей сложно.
В этой тематике при желании тоже можно найти двойное назначение – серьезной в военном плане стране необходимо свое собственное качественное метео, не зависящее от зарубежных партнеров. Очевидный пример, пусть и про гражданскую авиацию (ВКС публично не жалуется, но несложно понять, что у них с собственным качественным метео на мировом уровне тоже будут проблемы).
С расцветом дальнобойных ударных беспилотников-камикадзе, залетающих в глубокий тыл противника, это даже еще более актуальная болевая точка с точки зрения эффективности применения, чем для пилотируемой авиации.
Ядерные симуляции
В контексте файлов из NSCC-TJ в некоторых источниках также упоминается, что в полном сливе присутствует некоторое «nuclear research data». Очень вряд ли в общей куче плохо настроенных виртуалок на NSCC-TJ лежали бы сверхсекретные модели того, как ядерная бомба работает и как ее надо собирать, на что намекали некоторые безответственные блогеры, так что речь о чем-то другом.
Если попробовать понять, что же это могло быть на самом деле, есть только одна единственная доступная в публичной части слива зацепка - в некоторых скриншотах внутренних систем NSCC фигурирует логин / никнейм пользователя «northwest_nuclear».
По совокупности признаков больше всего подходит заведение под названием Northwest Institute of Nuclear Technology (NINT):
The Northwest Institute of Nuclear Technology (NINT), also known as the Northwest Nuclear Technology Research Institute, is a comprehensive multi-disciplinary research institution with more than 700 research personnel that provided diagnostic support for the nuclear weapons test program.
...
Research conducted at NINT has included analysis of numerical computational results of system generated electromagnetic pulse [SGEMP] effects. SGEMP is a type of EMP that is generated by the pulse X-ray radiation on the surface of satellites and missiles. This analysis can be the theoretical base for experimental measurements.
Taking the nuclear applied technology as the dominant sector, disciplines include pulsed beam measurement, radiation effect simulation and anti-radiation reinforcement, quasi-molecule laser, high-power microwave, pulse power, radiochemistry and radioanalytical chemistry, inorganic fluoride synthesis and applications, materials modification by irradiation, computer simulation, and visualization technique, explosive mechanics and explosive physics, microcomputer control, and industrial automation.
Вероятнее всего, самой интригующей ядерной тематикой, а именно разработкой боеголовок (очень simulation-heavy вещь, учитывая сложность в массовом проведении ядерных тестов в 21 веке) в этом институте не занимаются, вместо этого концентрируясь на вопросах поддержки и диагностики.
Зато вот оборудование и экспертиза, необходимые для диагностики ядерных зарядов и смежных вопросов, позволяют эффективно развивать и побочные направления типа того же SGEMP. К примеру, вот последняя кликбейтная новость, в которой фигурирует NINT:
China develops compact microwave driver that could power a ‘Starlink-killer’ weapon
Researchers at the Northwest Institute of Nuclear Technology (NINT), a research facility linked to the Chinese military in Xi’an, say they have built the world’s smallest driver for a high-power microwave (HPM) weapon, a system that could potentially be used to disrupt satellite networks such as Starlink.
Если почитать оригинальную публикацию, то кликбейт про «убийство старлинка», конечно, оказывается несколько преувеличенным – просто доведен до ума относительно компактный pulsed power driver, который может использоваться для совершенно разных целей, а не целый оружейный комплекс для убийства спутников.
Из всего этого можно сделать обоснованную гипотезу, что далеко не обязательно в полных 10 петабайтах данных фигурируют все ядерные секреты НОАК и инструкция по сборке бомбы из спичек и желудей – есть много гораздо более «скучных» ядерных и околоядерных тематик, которыми тоже занимаются соответствующие «ядерные» учреждения.
Спутники
По спутниковой тематике тоже есть очень много изделий и процессов, для разработки / анализа которых могут пригодиться вычислительные мощности NSCC (прежде всего методом полюбившихся нам компьютерных симуляций физических процессов).
Из перечисленных на скриншоте тем я лично работал с симуляциями поведения разреженных газов в разных интересных условиях, а также с симуляциями работы ионных двигателей.
Качественное изучение этих явлений при помощи компьютерных симуляций в 3D требует гигантских вычислительных мощностей, особенно если речь не просто о концептуальном изучении некоторых физических явлений, а снова-таки о многопараметрической оптимизации рабочих параметров конкретных изделий.
Для воплощения любого концептуально смелого Starlink Killer в реальность не хватит просто разработать большую космическую микроволновку – ее ведь надо еще и вывести на орбиту, и дать ей свободно маневрировать. Для этого в первую очередь необходимы эффективные базовые кирпичики типа тех же ионных двигателей, чтобы подобные проекты в принципе были технически и экономически возможны.
Как видим, этот шаг с помощью доступных в рамках NSCC вычислительных мощностей уже сделан.
Выводы
Для глубокого анализа проведенных работ по перечисленным тематикам, как видим, информации явно недостаточно, так что спекулировать можно только о разнообразии затрагиваемых вопросов – практически все отрасли китайской науки и промышленности, в которых могут понадобиться крупные вычислительные мощности, пользовались услугами суперкомпьютерного центра NSCC-TJ.
В контексте суверенного компьюта почти всегда затрагиваются вопросы либо собственного независимого хостинга всяких вещей типа Дельты или Дії, или же всякая экзотика вроде своего собственного кластера видеокарт для того, чтобы гонять национальную ЛЛМ, а про классический научный / индустриальный HPC дискуссии не ведутся.
Конечно, и сейчас во многих странах есть отдельные суперкомпьютеры при университетах и прочих организациях с дебильными режимами доступа к их мощностям. Но вот если перейти к концепции независимого суперкомпьютерного центра общего пользования для всех нуждающихся, то как раз эта часть NSCC files демонстрирует, какие эффекты масштаба это может разблокировать для наиболее эффективного и разнообразного применения подобных мощностей во всех возможных отраслях промышленности, в особенности двойного, а то и открыто военного назначения.