CFD是工業仿真領域重要分支之一，也是高性能計算的主要應用場景之一。本期選取了CFD領域典型的場景，基于滑移網格方法的旋轉機械流場分析，滑移網格方式進行旋轉機械計算可以獲得定轉子之間的時間精確解，精度相比穩態計算更高，計算要求也更苛刻，軟件也是采用CFD領域最常用的仿真軟件Fluent。我們來看下基于“神工坊”高性能工業仿真平臺的CFD瞬態計算，和其他仿真云平臺進行效率對比如何。

一、模型與網格

采用某品牌空調室外機作為瞬態分析的仿真模型，左側與后側的進口流域，以及前側的出口流域都考慮到計算中，并對空調內部結構簡化后進行網格劃分，最終網格單元數868萬，如下圖所示。其中，風扇葉片的旋轉速度是850rpm。

二、求解設置

根據該款旋轉機械的相關參數，經過理論計算得到該旋轉機械的最大速度為25.6m/s，折合馬赫數為0.075，為不可壓縮流動，故選擇壓力基求解器，湍流模型選用了適用于旋轉機械的k-ε Realizable模型。對于動區域計算模型，本次瞬態計算選擇了網格區域移動的滑移網格法，仿真的模擬時間為10s，相關設置如下。

三、仿真結果

迭代完成之后仿真云圖如下所示。

四、仿真平臺對比

進行Fluent旋轉機械瞬態分析時，所使用的“神工坊”高性能工業仿真平臺與其他兩家仿真云平臺的硬件參數如下表所示。

仿真云平臺	CPU型號	內存	主頻
神工坊	AMD EPYC 7742	512G	2.25GHz
仿真云平臺1	Intel Xeon(Cascade Lake) Platinum 8269	64G	2.5GHz
仿真云平臺2	Intel（R）Xeon(R) Platinum 8350C	64G	2.6GHz

計算過程中三個平臺的一些輸出日志如下。

本次仿真并行規模分別選取了16核、32核、64核、128核，受限另外兩個平臺無法進行跨節點并行，并行規模無法進一步擴大。但是我們在“神工坊”平臺進行了256核等更大規模的并行計算，結果顯示計算用時會進一步縮短。

“神工坊”高性能工業仿真平臺與其他幾家仿真云平臺的計算時間如下圖所示。其中，仿真云平臺2最高只能64核并行使用，故圖表中無仿真云平臺2并行規模為128核的結果。

可以發現，“神工坊”高性能工業仿真平臺在進行瞬態仿真分析時，其仿真計算時間在各個并行規模下都明顯少于其他仿真云平臺。“神工坊”高性能工業仿真平臺在16核下的計算速度就超過了其他仿真云平臺在64核下的計算速度，且在32核下的計算速度也優于其他仿真云平臺在128核下的計算速度。

五、結論

綜上所述，“神工坊”高性能工業仿真平臺在進行Fluent瞬態仿真分析時，其性能是遠遠優于其他仿真云平臺的。

“神工坊”高性能工業仿真平臺以超算HPC集群作為硬件支撐，實現了跨節點大規模并行計算，可以滿足復雜結構模型和算法仿真時對大量計算資源的需求，縮短了大規模仿真用時，為工業設計的高效運行提供保證。

十四五期間，工業數字化將是工業轉型升級的主路線?！吧窆し弧北帧八懔x能、協同創新”的理念，爭做“先進算力到仿真算能的轉換器”、“離散機理和垂直仿真場景的連接器”，助力我國工程仿真技術實現跨越發展，支撐重大裝備研制創新和工業設計研發數字化轉型。（本文作者：郯俊建）

【仿真平臺性能測試】專題后續還將發布“Abaqus隱式靜力學分析”、“Abaqus顯示動力學分析”、“Fluent穩態仿真分析”測評，感興趣的小伙伴可以繼續關注本專題文章。