导读：据aol网站3月15日报道，喷气发动机技术是当今天空中最先进的推进方式之一。从商用航空公司到军用战斗机，这些庞大的发动机在世界各国的上空都能听到其轰鸣之声。尽管喷气发动机动力强劲，且体型不断增大，但它们都存在一个共同的问题：涡轮叶片微小的缺陷正对性能产生负面影响。这一重大缺陷直到2026年1月下旬才被发现。
位于橡树岭国家实验室的全球首台百亿亿次超级计算机“前沿号”（Frontier）负责捕捉到了这一缺陷——在高分辨率模拟过程中，该缺陷首次显现出来。模拟结果显示，喷气发动机的涡轮叶片存在表面粗糙度问题，这种问题在涡喷发动机和涡扇发动机中均存在。这种粗糙度会导致燃油效率下降，并产生更多热量。长期来看，这会缩短叶片的使用寿命，且需要更多维护才能防止发动机部件出现故障。这些缺陷并非制造商的生产缺陷，此前由于发现它们需要“前沿号”级别的巨大计算能力，因此一直无法被察觉。
但发现问题仅仅是第一步，目前“前沿号”的研究成果正被用于指导未来喷气发动机的设计和制造。虽然要完全消除所有表面缺陷可能并不现实，但可以通过工程设计来补偿和克服这些缺陷。此外，得益于“前沿号”收集的数据，未来将更加注重喷气发动机涡轮叶片的冷却问题。
“前沿号”超越喷气发动机研究的能力
“前沿号”超级计算机关于喷气发动机缺陷的发现，是美国能源部（DOE）“创新计算对理论与实验的影响”（INCITE）项目的成果。但通过INCITE项目在“前沿号”上开展的工作并非只有喷气发动机研究——美国能源部在2025年还选定了其他81个项目。这些项目涉及多个不同领域的研究，包括宇宙射线传输和利用量子人工智能进行药物研发。
“前沿号”需求旺盛，原因在于其每秒可进行一千万亿次计算的能力。这是一个天文数字般的计算能力，使其比以往任何超级计算机都更强大。它能够同时处理大量复杂数据，为物理学、机器学习等领域开辟了新的可能。但在“前沿号”帮助研究人员取得巨大进展的同时，它在运行过程中也消耗了大量能源。
尽管“前沿号”设计先进，但其耗电量在8兆瓦到30兆瓦之间，足以为数千户家庭供电。如此大的能耗会产生巨量热量，这一问题通过一套复杂的冷却系统解决。该系统采用闭环设计，每分钟可泵送约2378加仑至接近6000加仑的水，以确保所有设备平稳运行。然而，被浪费的热量难以重新利用，最终有相当一部分热量无法被回收。
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