NASA lança poderoso software LAVA para a indústria aeroespacial dos EUA

Durante anos, os engenheiros da NASA recorreram a uma ferramenta chamada estrutura de lançamento, subida e aerodinâmica de veículos (LAVA) para resolver desafios de fluxo de ar que podem significar a diferença entre o sucesso ou o fracasso da missão. Quando os engenheiros precisam saber como uma espaçonave navegará na reentrada ou se um novo projeto de asa de aeronave criará sustentação suficiente, eles recorrem ao LAVA.

A NASA lançou recentemente esta ferramenta para a comunidade aeroespacial.

LAVA é um pacote de software de dinâmica de fluidos computacional A NASA desenvolveu-se para avançar em missões aeroespaciais críticas, aproveitando a experiência coletiva da agência. Ajuda a prever como o ar se move em torno de foguetes, aeronaves e espaçonaves com uma precisão impressionante.

As mesmas ferramentas computacionais que simulam sondas em Marte, preveem ambientes de lançamento e otimizam a eficiência das aeronaves estão agora disponíveis para investigadores, empresas e inovadores dos EUA.

“Não se trata apenas de lançar software; trata-se de acelerar a inovação”, disse Jared Duensing, líder da equipe LAVA no Ames Research Center da NASA, no Vale do Silício, Califórnia. “Quando os pesquisadores universitários podem executar simulações mais complexas e quando as pequenas empresas podem otimizar projetos com precisão de nível NASA, não estamos apenas compartilhando ferramentas, estamos liberando potencial.”

Grandes perguntas, respostas rápidas

A NASA tem usado ferramentas computacionais há anos para prever como o ar se moverá em torno de novas aeronaves ou simular o estrondoso ambiente acústico do lançamento de um foguete.

Imagine assistir ao seu programa favorito em um telefone flip lento em vez de carregá-lo em uma rede extremamente rápida em alta definição 4K cristalina. Esse é o tipo de transformação que o LAVA traz para as simulações aeroespaciais. Problemas complexos que antes demoravam dias ou semanas agora são resolvidos em horas.

O software LAVA também é compatível com hardware de computador que utiliza microprocessadores especializados conhecidos como unidades de processamento gráfico (GPUs), que podem executar muitas tarefas ao mesmo tempo e reduzir o consumo de energia quando comparados a sistemas que utilizam unidades de processamento central tradicionais e de uso mais geral. Para métodos de simulação tradicionalmente caros, necessários para as aplicações aeroespaciais mais complexas da NASA, o LAVA rendeu uma eficiência notável no principal supercomputador baseado em GPU da NASA, Cabeus.

Mas o verdadeiro avanço é como o LAVA torna a rotina aparentemente impossível. Os engenheiros aeroespaciais contam com “simulações de resolução de escala” para capturar representações de alta fidelidade de fenômenos que podem ter efeitos profundos nas missões, incluindo ondas de pressão, redemoinhos turbulentos e assinaturas acústicas. Isso já consumiu recursos e tempo. Agora, o LAVA os executa com recursos computacionais modestos, tornando-os prontamente disponíveis e fáceis de produzir, mesmo para usuários novatos.

Na NASA, os engenheiros colocaram essas capacidades em ação para ajudar a lançar e pousar naves espaciais na Lua e em Marte, ao mesmo tempo que impulsionam a inovação para as aeronaves da próxima geração. Quando a NASA precisou entender a implantação de pára-quedas supersônicos para missões em Marte – algo que não pode ser facilmente testado na atmosfera da Terra – o LAVA forneceu insights críticos.

Quando os engenheiros tiveram que prever como as formações de gelo afetariam o desempenho da aeronave, a LAVA forneceu respostas sobre condições críticas para a segurança do voo.

Para ajudar os astronautas a lançarem-se com segurança Missões Ártemiso LAVA simulou o lançamento do Artemis I, permitindo que os engenheiros entendessem o Sistema de lançamento espacial ambiente de vôo em detalhes. O lançamento do software significa que a indústria será capaz de aproveitar essas mesmas capacidades, potencialmente aplicando-as a tudo, desde grandes aviões supersónicos a pequenos drones de entrega e táxis aéreos.

Três abordagens, uma estrutura

A maioria dos softwares de dinâmica de fluidos computacional força os engenheiros a escolher uma abordagem, como receber um martelo quando você precisa de uma caixa de ferramentas inteira. A estrutura LAVA oferece três opções para gerar malhas, ou grades de pontos conectados, usadas para prever o comportamento de fluidos (incluindo ar) em uma simulação.

Isso permite que os usuários alternem entre as malhas dependendo de um problema específico ou usem vários tipos de malha para comparar previsões. Eles também podem usar LAVA junto com outros ferramentas para análise e otimização para melhorar os projetos.

Entre muitos outros programas e projetos da NASA, o trabalho no LAVA foi apoiado através do programa da NASA Ferramentas e tecnologias transformacionais projeto, que trabalha no desenvolvimento de novas ferramentas computacionais para ajudar a prever o desempenho das aeronaves. O projeto faz parte do Programa de Conceitos Aeronáuticos Transformativos da NASA, sob sua Diretoria de Missão de Pesquisa Aeronáutica.

Pronto para mergulhar mais fundo no LAVA? Visite o Catálogo de software da NASA para acessar informações e saber mais sobre as capacidades computacionais da ferramenta através deste seminário sobre LAVA.