Как нейросеть ускорила расчёт столкновений молекул экспресс
Атомы в газе ведут себя как бильярдные шары: летят, сталкиваются и разлетаются в разные стороны. Только вместо твёрдых шаров у них мягкая «шуба» из сил притяжения и отталкивания. На близком расстоянии атомы резко отталкиваются, а на дальнем — слегка притягиваются. Учёным нужно точно рассчитывать эти столкновения, чтобы моделировать потоки газа вокруг самолётов или внутри микросхем.
Раньше для каждого столкновения приходилось решать сложное уравнение, и компьютер тратил на это очень много времени. Теперь исследователи обучили нейросеть на миллионах уже просчитанных столкновений. Сеть научилась мгновенно предсказывать, под каким углом разлетятся атомы, — с ошибкой меньше одной десятой градуса. Благодаря этому весь расчёт газа ускорился на треть.
Такой подход особенно важен для моделирования холодных и разреженных газов, где силы притяжения между атомами заметно меняют картину течения. Например, в новых расчётах след за цилиндром в сверхзвуковом потоке получился шире, чем по старым упрощённым моделям. Это значит, что прежние симуляции могли недооценивать влияние разреженности и низких температур.
Теперь инженеры могут быстрее проверять, как поведёт себя газ в необычных условиях — от высотных полётов до охлаждаемых микроканалов. А нейросеть, обученная на физике столкновений, продолжает ускоряться с каждым новым процессором.
Нейросеть предсказывает угол отклонения атомов с ошибкой всего 0,0016 радиана — это примерно одна десятая градуса, как если бы бильярдный шар отклонился на толщину волоса на расстоянии вытянутой руки.