栏目分类
联系我们
电话:13501741707
传真:021-24206350
邮箱:info@eegle.com.cn
咨询QQ:   
微信:Cadence技术支持
 
AI 浪潮来袭,Cadence Fidelity 软件平台加速 CFD 变革

前言

日前 NVIDIA GTC23 开发者大会正式开幕,3 月 21 日 NVIDIA 创始人兼首席执行官黄仁勋发表了主题演讲,会上他以 Cadence CFD 软件平台为例,重点介绍了一些可以解决新挑战、开辟新市场的加速库,汽车行业使用 CFD 进行湍流和空气动力学仿真,电子行业使用 CFD 进行热管理设计。



上图展示了由 CUDA 加速的新 CFD 求解器,在同等系统成本下,NVIDIA A100 的吞吐量是 CPU 服务器的 9 倍,或者,在同等仿真吞吐量下,NVIDIA 的成本降低了 9 倍、能耗降低了 17 倍”NVIDIA 创始人兼首席执行官黄仁勋表示,“Cadence 和其他先进的 CFD 求解器现已采用 CUDA 加速。在全球范围内,工业 CAE 每年使用近 1000 亿CPU 核心小时,加速计算是减少功耗、实现可持续发展和净零排放的较好方式。


在此次 GTC 大会上,Cadence 多物理场系统分析研发副总裁顾鑫(Ben Gu)也受邀发表了题为《Fidelity 优化 F1 赛车气动设计》(Optimizing Formula One with Fidelity)的演讲,分享了关于高保真模拟的下一步发展,并介绍了 Cadence 如何通过 GPU 加速的 CFD 设计流程撼动汽车 CFD 设计。


Ben Gu 表示:

“我们需要 High-Fidelity 仿真对复杂的汽车设计进行分析和优化。未来,快且高效的赛车设计将与智能、自动化和规模相融合,从而得到之前传统设计环境无法实现的结果。由于一级方程式(F1)规则限制了 F1 团队可以应用于赛车设计的计算流体动力学(CFD)计算周期的数量,因此现今 CFD 解决方案的计算吞吐量正迅速成为 F1 车队能否登上领奖台的关键。”

“虽然由于规则的限制,F1 暂不能从 GPU 的应用中受益,但这样的转变已开始影响其他行业的竞争,如汽车行业及其他工业领域。应用 CPU,仿真需要数天甚至数周,这样的轮转时间对于设计目标来说不切实际。应用 GPU,同样的仿真可以在 2-5 个小时内完成,且能得到更高精度的结果。这种前所未有的速度和精度使得深度挖掘较优的设计成为可能。它从根本上改变了 CFD 的游戏规则。”



Cadence® Fidelity™ CFD 软件平台,为多物理场仿真的性能和准确度开创新时代。这是一套全面的计算流体力学(CFD)解决方案,适用于多种工业领域,包括汽车、叶轮机械、船舶等。Fidelity CFD 包括几项主要的技术创新,突破了传统 CFD 求解器技术的局限。Fidelity CFD 新一代高阶流体求解器可对流体湍流进行先进的仿真,其预测汽车空气动力阻力的精确度可比传统 CFD 求解器高 10 倍。



Fidelity CFD 是首款同时具有高阶数值格式、尺度解析湍流模型和 GPU / CPU 加速功能的商用 CFD 软件平台。



Fidelity CFD 解决了计算流体动力学领域里具有挑战的几大需求:

精准可靠地预报湍流的分离。现有较高精度的方法耗时过长,通常需要一周甚至更久时间,无法满足产品开发周期不断缩短的市场需求;而速度较快的方法则精度又欠佳。

进一步减少地面试验(风洞)或飞行试验。

求解器稳健性和自动化程度的提升能够支持多学科仿真,可对同一几何模型同时进行多物理场仿真。

网格生成流程几乎无需用户参与。现有的网格生成器自动化程度非常有限,人工处理几乎占用 80% 的工程耗时。Fidlity CFD 网格生成器模块可以将这一时间从数天缩短至数小时。

在现有的和新一代基于 GPU 的高性能计算(HPC)平台上均可高效运行。
























Fidelity CFD 新技术引领着下一代的高阶求解器和网格生成技术,在与传统方法计算时间相当的情况下可以提供更高的预报精度,或在相同的精度下具有更快的计算速度。计算速度随着计算核数的增加几乎呈线性增加,同时结合 GPU 处理计算的加速,可以极大的缩短计算运行时间(详见下方图表)。



高阶数值技术的使用实现了尺度解析湍流仿真,能充分发挥现有先进计算架构的优势。



本田使用 Fidelity CFD 的高效工作流程,在保证高质量计算结果的同时将每位工程师的处理时间节省了数周。本田首席工程师 Takiguchi 博士表示:“我们对 Fidelity CFD 的计算精度非常满意。之前我们用过很多商业工具,但对其质量都不太满意。Cadence 帮助我们将 CPU 处理时间缩短至原来的三分之一,每套网格的生成时间缩短至 30 分钟。


丰田使用 Fidelity CFD 的前处理进行高度自动化的模型处理工作,将模型准备时间和网格生成时间降低了 90% 以上。同时他们也采用 Fidelity CFD 进行汽车的 HVAC 模拟和空气动力学仿真。


Fidelity CFD 不仅适用于汽车行业,也适用于船舶水动力学。而船舶水动力应用中引人注目的莫过于美洲杯帆船赛,其被用于设计了美洲杯的冠军帆船。




文章内容来源于:Cadence楷登PCB及封装资源中心


上一篇: IC封装制程难题有解! Moldex3D打造完整设计─制造仿真平台
下一篇: DDR5 时代来临,新挑战不可忽视
版权所有:上海翼甲信息科技有限公司   
联系电话:13501741707 邮箱:info@eegle.com.cn 沪ICP备15013223号-1