本文原刊登于Ansys.com：《Race to Faster Fluent Results with Ansys Gateway Powered by AWS》

作者：Thomas Lejeune | Ansys產品營銷高級經理

編輯整理：郭曉東 | Ansys主任應用工程師

Ansys Fluent用戶需要出色的計算速度和功能來求解大規模的問題，而他們現在可以利用專用的云平臺：由AWS亞馬遜云提供支持的Ansys Gateway。 

在全球范圍幾乎各個行業的產品研發團隊每天都在使用Ansys Fluent對復雜的物理現象進行分析。他們正在創建具有數百萬個單元和瞬態分析的模型，以真實再現湍流、單相和多相流、燃燒、共軛傳熱和流固耦合的影響。他們還對其產品設計進行系統級分析，以考慮成本、可持續性、耐久性、重量和其他因素之間的權衡。

優勢顯而易見：這些產品研發團隊正在縮短設計周期的時間和成本，并通過仿真以極高的準確性預測產品的實際性能。然而，他們還有一些需要快速進行求解的大型數值問題。

現在越來越多的Ansys客戶依靠云平臺訪問他們所需的高性能計算（HPC）資源，以高效求解大型復雜問題，而無需購買需要管理和維護的昂貴本地集群。云交付模型對許多產品研發團隊來說具有良好的商業價值，因為其可自動提供對先進芯片、處理器、內存和存儲技術的靈活按需訪問。憑借高效的HPC擴展功能以及在多個處理器上求解模型的能力，Fluent尤其適合云計算。

但是，面對如此多的云端選項，哪一種最適合Fluent用戶呢？通過與亞馬遜云科技（AWS）合作開發一款創新型云解決方案（專門面向產品研發團隊利用工程仿真而打造），Ansys簡化了選擇云解決方案的流程。 

由AWS亞馬遜云提供支持的Ansys Gateway：為仿真而打造

這款云解決方案，即由AWS亞馬遜云提供支持的Ansys Gateway，顯著提高了仿真的計算能力和求解速度，專用于解決當今仿真所具有的海量數據、復雜工作流程和跨職能協作。

該解決方案可在AWS Marketplace上獲取，其巧妙結合了全球最全面、最廣泛采用的云平臺，與Ansys在通過HPC解決高級工程問題方面的深厚專業知識。Ansys專家深知如何將特定的Ansys解決方案與問題類型以及最佳HPC配置相匹配，因此，可提供優異的“即插即用”性能，其默認的虛擬桌面架構（VDI）和HPC設置已經針對工程仿真進行了優化。

由AWS亞馬遜云提供支持的Ansys Gateway還可為更高級的用戶提供對云環境的完全控制。用戶可以通過用戶門戶配置自己獨特的VDI或HPC集群，這些集群可根據用戶自己的仿真需求進行定制。用戶可從AWS云部署模板提供的豐富選項中進行選擇，其中包含CPU、內存、存儲和網絡容量的各種組合。由AWS亞馬遜云提供支持的Ansys Gateway還為每個求解器提供推薦的模板類型。

云定制化功能使Ansys Fluent用戶能夠在求解速度和計算成本之間進行平衡，以滿足他們自己的特定需求。有些用戶可能面臨緊迫的期限，需要選擇最快的運行時間，而不考慮成本；而另一些用戶可能不需要快速獲得CFD仿真結果，并選擇較慢的解決方案運行時間，從而最大限度地降低硬件成本。由AWS亞馬遜云提供支持的Ansys Gateway使仿真用戶能夠自己做出明智的選擇。

為Fluent用戶提供定制性能

為了證明由AWS亞馬遜云提供支持的Ansys Gateway對Fluent用戶的價值，Ansys專家團隊近期開展了一項詳盡的基準測試研究：《通過云加速CFD求解時間》白皮書。下面我們先快速看一下其中一部分研究，其介紹了通過由AWS亞馬遜云提供支持的Ansys Gateway實現的云定制化功能的價值。

圖1：Ansys開展的空氣動力學研究展示了不同的云計算設置如何影響解決方案的運行時間和成本

Ansys專家創建了一個相當具有代表性的Fluent仿真，即對一級方程式賽車設計的外部空氣動力學進行建模，然后，在由AWS亞馬遜云提供支持的Ansys Gateway中，使用不同的設置來求解該問題。在Fluent中，Ansys專家使用可實現的k-e湍流模型和基于壓力的偽瞬態耦合求解器，并使用1.4億個單元的六面體核心網格對賽車進行了分析。

他們在5種不同的AWS實例類型上運行了該仿真，這些實例具有10種不同的配置，具有不同的處理器、內核數量、RAM和處理速度設置。（值得注意的是，由AWS亞馬遜云提供支持的Ansys Gateway依賴于Amazon Elastic Compute Cloud（EC2）。）

在比較這些實例和配置之間的云性能時，Ansys團隊重點關注求解器評級，其被定義為給定基準研究在24小時內可以在給定機器上運行的次數。求解器評級可通過一天內的秒數除以運行給定仿真所需的秒數得出。求解器評級越高，意味著HPC性能越出色。

Ansys團隊還研究了實現更高HPC性能所需要的成本，因此Fluent用戶在運行自己的仿真時，還可以利用這些結果做出明智的成本性能權衡。

利用Fluent進行一級方程式賽車空氣動力學仿真，在兩種實例上運行時表現最佳：Amazon EC2 Hpc6a和Hpc7a。對于這兩個AWS實例，每個內核的性能在很大程度上取決于使用的內核數量。內核利用率越低，表明每個內核上可用的內存帶寬和高速緩存就越多，這意味著每核性能更高以及運行時間更快，但硬件成本也會更高。 

無論解決方案的目標是速度最快、成本最低，還是在速度和成本之間實現良好平衡，Fluent用戶都可以通過微調內核利用率，在成本和性能之間實現平衡。

盡在用戶掌控的云解決方案

雖然這項Ansys研究揭示了兩個實例在解決方案運行時間方面的明顯優勢，但需要注意的是，對于Fluent或任何其他的Ansys軟件產品，并不存在唯一的“最佳”云計算環境。

因為總是會有一組最優的軟件設置，以及有大量AWS硬件實例，可依據可用性、成本和所需的仿真周轉時間進行選擇。但隨著HPC技術的不斷演變發展，根據速度考量因素、硬件成本或兩者之間的某種平衡，不同的芯片或RAM解決方案將成為最佳選擇。

那么，針對Fluent的Ansys基準測試研究的關鍵要點是什么呢？答案很簡單：云配置會帶來巨大的差異。

通過把選擇權交給Ansys Fluent用戶，由AWS亞馬遜云提供支持的Ansys Gateway可幫助用戶在運行時間和成本方面定制仿真結果。通過選擇推薦的默認“即插即用”設置，Fluent用戶已經能夠實現比通用云設置更大的時間和成本優勢，但他們還可以根據自己的特定需求輕松定制云環境，從而進一步利用這一優勢。并且，在最終確定云設置之前，他們可以提前了解預計的時間和成本影響。

Ansys將在Fluent和其他解決方案中為用戶提供可即時、無縫訪問的新特性和功能。AWS將提供新的芯片、內核類型、RAM容量和擴展特性，以進一步加快運行時間。

但有一件事情不會改變：由AWS亞馬遜云提供支持的Ansys Gateway將始終為工程仿真提供理想的云環境，同時使用戶能夠完全控制該環境。

產品小貼士

·Ansys Fluent是業界領先的流體仿真軟件，以其先進的物理場建模功能和行業領先的精度而著稱。

·由AWS亞馬遜云提供支持的Ansys Gateway為需要在云端管理其完整的Ansys仿真和CAD/CAE開發的開發人員、設計人員和工程師提供解決方案。