GE Aerospace es la primera empresa en utilizar la supercomputadora más rápida del mundo, la Frontier del Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE), para procesar miles de millones de operaciones por segundo que guíe uno de los proyectos más ambiciosos en términos de motorización de los aviones del futuro.
La supercomputadora permite desarrollar modelos de por GE Aerospace que permitirán estudiar el rendimiento de la arquitectura de motor de ventilador abierto para motores de aviones comerciales de última generación.
La supercomputadora más rápida de la humanidad es capaz de procesar datos a una velocidad superior al quintillón de cálculos por segundo.
Para modelar el rendimiento del motor y los niveles de ruido, GE Aerospace creó un software capaz de operar en Frontier, una supercomputadora encargada recientemente en el Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) con una potencia de procesamiento de aproximadamente 37.000 GPU. En comparación, la velocidad de procesamiento de Frontier es tan poderosa que a cada persona en la Tierra combinada le llevaría más de cuatro años hacer lo que la supercomputadora puede hacer en un segundo.
Al acoplar el software de dinámica de fluidos computacional de GE Aerospace a la supercomputadora Frontier, GE pudo simular el movimiento del aire de un diseño de ventilador abierto a gran escala con un detalle increíble.
«El desarrollo de nuevos motores para aeronaves que cambien las reglas del juego requiere capacidades técnicas innovadoras. Con la supercomputación, los ingenieros de GE Aerospace están redefiniendo el futuro del vuelo y resolviendo problemas que antes habrían sido imposibles», dijo Mohamed Ali, vicepresidente y gerente general de ingeniería de GE Aeroespacial.
«Junto con el Departamento de Energía de EE. UU. y el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, estamos demostrando que la supercomputación es una herramienta revolucionaria para diseñar motores de aviones para realizar un cambio único en sólo una generación que mejore la eficiencia en el uso de combustible, lo cual es fundamental para ayudar a la industria de la aviación a lograr su objetivo de cero emisiones netas de CO2 para 2050″, dijo Ali.
GE Aerospace y Safran Aircraft Engines dieron a conocer en 2021 el programa CFM RISE* (Innovación revolucionaria para motores sostenibles), que incluye el desarrollo de nuevas arquitecturas de motor avanzadas, como es el caso del ventilador abierto, junto con capacidades avanzadas de gestión térmica, combustión y electricidad híbrida. El objetivo del Programa RISE es desarrollar tecnologías que permitan que un motor futuro ahorre como mínimo un 20 % en el consumo de combustible y, por lo tanto, genere un 20 % menos de emisiones de CO2 en comparación con los motores más eficientes de la actualidad.
A través del programa RISE, CFM International continúa madurando la arquitectura del motor de ventilador abierto, que elimina la góndola para alcanzar mayor eficiencia de propulsión al mismo tiempo que logra la misma velocidad, sin cambiar la experiencia de vuelo de los pasajeros de un avión comercial actual. El uso de herramientas de software y poder de supercomputación por parte de GE Aerospace está ayudando a los ingenieros a comprender la física aerodinámica y acústica de abanico abierto de nuevas maneras. Por ejemplo, Frontier desbloquea la capacidad de evaluar mejor las nuevas tecnologías de motores a escala de vuelo en la fase de diseño. Como resultado, GE puede mejorar los diseños de hardware de prueba y optimizar mejor el rendimiento del motor y la integración del fuselaje.
«El trabajo de GE Aerospace ilustra una de las características principales de la computación a exaescala: la capacidad de comprender la naturaleza cuantitativamente en toda su complejidad», dijo Bronson Messer, director científico de Oak Ridge Leadership Computing Facility de ORNL, que alberga a Frontier. «Como cualquier instrumento científico único, hacer realidad esta promesa requiere expertos dedicados como el equipo aeroespacial de GE y el personal de OLCF para convertir las ideas en conocimientos. Este resultado es un tour de force de la ciencia computacional, hecho posible gracias a colaboraciones como ésta y las capacidades únicas de Frontier».
Frontier es una supercomputadora HPE Cray EX de Hewlett Packard Enterprise (HPE) con más de 9.400 nodos, cada uno equipado con una CPU AMD EPYC™️ de tercera generación y cuatro aceleradores AMD Instinct™️ 250X. La instalación informática de liderazgo de Oak Ridge es una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE.
UT-Battelle administra el Laboratorio Nacional Oak Ridge para la Oficina de Ciencias del DOE, el mayor patrocinador individual de la investigación básica en ciencias físicas en los EE. UU. La Oficina de Ciencias del DOE está trabajando para abordar algunos de los desafíos más apremiantes de nuestro tiempo (VER).
El año pasado, en el Salón Aeronáutico de Farnborough, Airbus anunció que se uniría a la causa del nuevo motor junto con CFM, al participar en el Programa RISE (Innovación Revolucionaria para Motores Sostenibles), lanzado en 2021, por eso, en la segunda mitad de esta década, el fabricante de aeronaves concretará su asociación con CFM para llevar a cabo un programa de demostración de pruebas de vuelo en un Airbus A380 con el objeto de validar en vuelo la arquitectura del motor de ventilador abierto.
El progreso en el programa RISE está en camino para las pruebas en tierra y en vuelo a mediados de esta década para demostrar nuevas tecnologías para su uso en futuros motores de aviones comerciales que podrían entrar en servicio a mediados de la década de 2030. 
*RISE (Revolutionary Innovation for Sustainable Engines) is a trademark of CFM International, a 50/50 joint company between GE and Safran Aircraft Engines.
