導(dǎo)讀：據(jù)aol網(wǎng)站3月15日報道，噴氣發(fā)動機技術(shù)是當(dāng)今天空中最先進的推進方式之一。從商用航空公司到軍用戰(zhàn)斗機，這些龐大的發(fā)動機在世界各國的上空都能聽到其轟鳴之聲。盡管噴氣發(fā)動機動力強勁，且體型不斷增大，但它們都存在一個共同的問題：渦輪葉片微小的缺陷正對性能產(chǎn)生負面影響。這一重大缺陷直到2026年1月下旬才被發(fā)現(xiàn)。

位于橡樹嶺國家實驗室的全球首臺百億億次超級計算機“前沿號”（Frontier）負責(zé)捕捉到了這一缺陷——在高分辨率模擬過程中，該缺陷首次顯現(xiàn)出來。模擬結(jié)果顯示，噴氣發(fā)動機的渦輪葉片存在表面粗糙度問題，這種問題在渦噴發(fā)動機和渦扇發(fā)動機中均存在。這種粗糙度會導(dǎo)致燃油效率下降，并產(chǎn)生更多熱量。長期來看，這會縮短葉片的使用壽命，且需要更多維護才能防止發(fā)動機部件出現(xiàn)故障。這些缺陷并非制造商的生產(chǎn)缺陷，此前由于發(fā)現(xiàn)它們需要“前沿號”級別的巨大計算能力，因此一直無法被察覺。

但發(fā)現(xiàn)問題僅僅是第一步，目前“前沿號”的研究成果正被用于指導(dǎo)未來噴氣發(fā)動機的設(shè)計和制造。雖然要完全消除所有表面缺陷可能并不現(xiàn)實，但可以通過工程設(shè)計來補償和克服這些缺陷。此外，得益于“前沿號”收集的數(shù)據(jù)，未來將更加注重噴氣發(fā)動機渦輪葉片的冷卻問題。

“前沿號”超越噴氣發(fā)動機研究的能力

“前沿號”超級計算機關(guān)于噴氣發(fā)動機缺陷的發(fā)現(xiàn)，是美國能源部（DOE）“創(chuàng)新計算對理論與實驗的影響”（INCITE）項目的成果。但通過INCITE項目在“前沿號”上開展的工作并非只有噴氣發(fā)動機研究——美國能源部在2025年還選定了其他81個項目。這些項目涉及多個不同領(lǐng)域的研究，包括宇宙射線傳輸和利用量子人工智能進行藥物研發(fā)。

“前沿號”需求旺盛，原因在于其每秒可進行一千萬億次計算的能力。這是一個天文數(shù)字般的計算能力，使其比以往任何超級計算機都更強大。它能夠同時處理大量復(fù)雜數(shù)據(jù)，為物理學(xué)、機器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域開辟了新的可能。但在“前沿號”幫助研究人員取得巨大進展的同時，它在運行過程中也消耗了大量能源。

盡管“前沿號”設(shè)計先進，但其耗電量在8兆瓦到30兆瓦之間，足以為數(shù)千戶家庭供電。如此大的能耗會產(chǎn)生巨量熱量，這一問題通過一套復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)解決。該系統(tǒng)采用閉環(huán)設(shè)計，每分鐘可泵送約2378加侖至接近6000加侖的水，以確保所有設(shè)備平穩(wěn)運行。然而，被浪費的熱量難以重新利用，最終有相當(dāng)一部分熱量無法被回收。

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