CAE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CAE領域最常用的仿真軟件Abaqus，選擇基于Abaqus隱式求解的某型機翼受載的案例，我們來看下基于“神工坊”高性能工業仿真平臺”的Abaqus隱式求解計算，和其他仿真云平臺進行效率對比如何。

Abaqus隱式求解能夠應用于大多數的線性問題以及部分的非線性問題，包括靜態、動態分析，因此廣泛的應用于工程上結構設計中強度、剛度校核。隱式分析利用迭代的方法進行求解，使用Newton-Rapson的方法進行迭代。因為采用迭代的方法，且由于模型中可能涉及接觸或者材料的復雜性，可能較難收斂，從而導致大量的迭代，需要求解大量的線性方程組，因此對計算機有著較高的性能要求。

       

       

     

Abaqus隱式靜力學分析

     

 

模型介紹

   

使用隱式分析仿真模型為某型機翼受載的有限元模型，使用材料為某型鋁合金，模型網格單元數30萬，均為殼體網格，殼體網格使用S4，計算迭代步長70步。初始時間步為0.01，最小時間增量步為5E-06。    

在機翼的一端施加固定約束,并在機翼內部施加力矩載荷。由于模型不能完全公開展示，因此對圖中部分區域進行了模糊處理，下同。    

仿真結果

   

計算完成后的應力、位移云圖如下所示。      
   

仿真云平臺對比

   

進行Abaqus隱式求解分析時,所使用的       “神工坊”高性能工業仿真平臺       （點擊了解詳情）與其他兩家仿真云平臺的硬件參數如下表所示。    

提交隱式計算后，各個平臺的計算日志如下。    

本次仿真并行規模分別選取了4核、16核、32核、64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。    

可以發現，“神工坊”高性能工業仿真平臺（點擊了解詳情）進行隱式求解仿真分析時，表現出了超高的計算效率。從4核到64核，不同并行規模下，計算用時均明顯少于其他兩個平臺。此外，“神工坊”高性能工業仿真平臺在使用16核的計算速度就超過了其他仿真云平臺在32、64核的計算速度。反觀其他仿真云平臺，仿真云平臺1在使用8、16、32核是仿真計算所用的時間幾乎一樣，在使用到64核時時間才有所減少。仿真云平臺2在使用到64核的時間比使用32核時的時間更長。
   

同時，我們在隱式求解分析時，對各個平臺的并行效率也進行了分析對比。以每個仿真云平臺4核的計算時間為基本單位，計算各個平臺的并行效率，結果如下所示。可以發現“神工坊”高性能工業仿真平臺的并行效率在大多數情況下是高于其他仿真云平臺的。

結論

   

綜上所述，“神工坊”高性能工業仿真平臺（點擊了解詳情）在進行Abaqus隱式求解分析時，       無論是計算時間還是并行效率，均優于其他平臺的       。    

“神工坊”高性能工業仿真平臺基于超算HPC集群的硬件支撐，對仿真軟件進行了CPU的適配與優化，不僅實現了仿真軟件跨節點大規模并行計算，還減少了仿真計算所需的時間，極大的縮短了在工程上結構設計中強度、剛度校核所需時間，減少工程中對產品設計以及優化的時間。（本文作者：趙振）

點擊查看《‘神工坊’高性能仿真云平臺和其它云平臺的區別！》