【仿真平臺性能測試】Abaqus顯式求解分析
背景
CAE是高性能計算的主要應用場景。本期選取CAE領域最常用的仿真軟件Abaqus，選擇基于Abaqus顯式求解的某型汽車碰撞的案例。我們來看下基于“神工坊”高性能仿真平臺”的Abaqus顯式求解計算，和其他仿真云平臺進行效率對比如何。
Abaqus顯示求解適用于非線性的動力學問題和準靜態問題，適用于模擬碰撞、沖擊和爆炸等問題，因此廣泛應用于航空、航天、汽車等領域。顯式求解應用中心差分方法對運動方程進行顯式的時間積分，應用一個增量步的條件計算下一個增量步的條件，且需要較小的時間增量，所以對計算機的硬件要求較高。
我們進行顯式分析的模型為某型汽車的碰撞有限元模型。使用材料為某型鋼，模型網格數量為300萬,實體網格使用C3D8R,殼體網格使用S4RS。仿真時間為0.6s。使用質量縮放，定義時間增量步為1E-06。
汽車、路面和墻體之間接觸使用通用接觸。定義墻體為剛體、路面為剛體。通過在墻體上定義RP點，將固定約束施加在RP點上使得墻體固定。汽車的初始速度為25mph,在車體上施加速度場，方向為X軸正方向。
汽車碰撞過程：
可以發現，“神工坊”高性能仿真平臺（點擊了解詳情）進行顯式動力學仿真分析時，仿真計算所用的時間隨著計算所用核數的增加而持續減少，反觀仿真云平臺1，其計算所用時間在使用到64核、128核時，時間反而有了增加。
不僅如此，在使用相同的計算核數時，“神工坊”高性能仿真平臺計算所用時間也遠短于其他仿真云平臺，并且“神工坊”高性能仿真平臺在使用32核的計算時間比其他仿真云平臺使用64、128核的計算時間更短。
“神工坊”高性能仿真平臺以超算HPC集群作為硬件支撐，加上“神工坊”對于仿真軟件進行了CPU的適配與優化，不僅能夠實現跨節點大規模并行計算，還縮短了在結構設計中對碰撞、沖擊等仿真所需時間，提高了設計工作效率，為產品的設計優化工作提速。
十四五期間，工業數字化將是工業轉型升級的主路線。“神工坊”秉持“算力賦能、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。
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