神工坊高性能仿真平臺的案例
神工坊高性能仿真平臺用戶使用手冊讓你輕松上手
神工坊高性能仿真平臺
致力于為用戶提供高質量的服務和產品
我們高度重視用戶體驗 積極聽取反饋意見
持續迭代更新用戶使用手冊
此次更新聚焦三大內容
讓我們一睹為快 輕松上手！
01 更新隊列資源
隊列資源作為神工坊高性能仿真平臺的“重要基石”，能夠使平臺更好地應對高并發和大規模的請求。此次更新緊密依托國家超級計算中心的海量硬件資源，為用戶提供更加可靠、高效的資源服務。
◎舊版
◎新版
02 新增案例演示—腳本提交
相較于平臺界面提交作業，使用腳本提交作業更加靈活且易于學習。此新增案例展示了如何使用腳本提交仿真計算作業的方法，按照以下教程可迅速掌握。
03 更新FAQ圖形相關問題
神工坊精心打造了一個“PC式”仿真體驗平臺，擁有桌面風格的操作界面，讓用戶能夠輕松進行軟件原生圖形界面的操作，同時充分感受超級計算所帶來的強大算力加持。針對FAQ圖形相關問題，我們直擊用戶痛點，提供更加全面深入的解答，幫助用戶更好地理解和解決可能遇到的困難。
◎舊版
◎新版
神工坊高性能仿真平臺
神工坊高性能仿真平臺是專為工業制造領域打造的在線服務平臺， 平臺以國家超級計算無錫中心豐富的軟件資源和海量的硬件資源為支撐，提供優質的在線高性能仿真云服務和仿真軟件云化開發服務。
?高性能仿真云服務：用戶通過web端即可享受“PC式高性能體驗”，使用超算硬件資源和海量軟件資源開展工業仿真工作，高效快速地進行產品創新和技術研究，在云端實現前處理-求解-后處理全流程作業，以及企業組織管理和研發協同功能。
展開 “神工坊”高性能工業仿真平臺｜Abaqus隱式靜力學分析
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。
展開 【今晚免費培訓】“神工坊”高性能仿真平臺使用操作培訓
隨著工業互聯網和工業云時代的到來，云技術的飛速發展，仿真已經從傳統的本地桌面仿真模式逐漸過渡到云仿真模式。云仿真能夠讓仿真工作者擺脫硬件限制，隨時隨地解決復雜的仿真應用難題；讓更多的企業以極低的成本運用仿真技術，降低仿真門檻。
“神工坊”高性能仿真平臺作為仿真云平臺的引領者，將于今晚19:00進行直播培訓，對仿真云平臺感興趣的小伙伴，可以關注了解一下。
直播時間：4月12日（周三） 19:00
直播內容：
1、“神工坊”高性能仿真平臺使用操作
2、案例演示：STAR-CCM+仿真計算應用
3、計算資源及平臺使用注意事項
歡迎掃碼預約觀看
展開 仿真賦能 數智轉型 —— “神工坊”高性能仿真平臺受邀亮相南京軟博會！
國家超級計算無錫中心受邀攜“神工坊”高性能仿真平臺參與活動，與來自政府主管部門、信創服務商、黨政機關、金融、電力、石油、通信、醫療、教育、交通、能源等全產業鏈單位共觴科技盛宴，攜手推動工業仿真、人工智能、5G、信創等前沿信息技術與實體經濟深度融合。
大會由江蘇省工業和信息化廳、南京市人民政府主辦，南京市工業和信息化局、南京市軟件行業協會承辦，以新品展覽、論壇研討、線上線下直播、洽談交易、人才招聘等多種形式開展，搭建軟件和信息服務企業與用戶之間的交流合作平臺。南京軟博會通過連續十七屆的成功舉辦，已成為軟件產業創新和對外開放的重要平臺。
01
南京軟博會外景
南京軟博會場外
02
“神工坊”展臺
“神工坊”的展臺位于6號館D33展位，集中展示了“神工坊”在高性能仿真領域的諸多優秀仿真案例，覆蓋航空、航天、汽車、船舶等行業，其中高性能SaaS仿真平臺及仿真應用定制與咨詢業務，成為現場觀眾關注和了解的焦點。
03
參展觀眾咨詢
工作人員為參展觀眾詳細介紹了“神工坊”高性能仿真平臺的功能、特點和優勢等內容，并通過電腦實操為觀眾具體展示了平臺界面和操作流程。“神工坊”高性能仿真平臺滿足用戶超大規模、高效并行、全流程作業、在線協同等高效率、高保真仿真需求，受到現場觀眾的認可與推薦。
展開 
“神工坊”高性能仿真平臺榮獲智能制造創新大賽東部賽區及全國賽大獎！
歷經層層選拔，“神工坊”高性能仿真平臺成功斬獲“智能制造軟件系統創新東部賽區二等獎和全國賽優秀獎”。
“神工坊”高性能工業仿真平臺憑借優秀的研發能力和卓越的平臺性能，成功從426支代表隊的作品中脫穎而出，充分說明了“神工坊”在工業仿真領域的突出實力受到了業界的廣泛認可。
獲獎照片
隨著新一輪科技革命和產業變革的深入發展，工業設計需求與日遞增。“神工坊”高性能仿真平臺榮獲“智能制造軟件系統創新東部賽區二等獎和全國賽優秀獎”，是業界對其創新能力的高度認可。
“神工坊”作為國家超級計算無錫中心傾力打造的工業仿真平臺，致力于降低仿真使用門檻，推動仿真技術更大范圍的普及應用，整合仿真產業鏈的服務與創新主體，推動中國仿真技術的創新發展。
面向未來，“神工坊”將不忘初心，砥礪前行，繼續發揮在工業仿真領域的優勢，成為無錫智能制造發展的主力軍，為無錫制造業的轉型升級持續賦能，成為推動制造業高質發展的重要引擎。
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。
END
展開 “神工坊”高性能仿真平臺應邀出席第18屆中國CAE工程分析技術年會并獲獎！
“神威·太湖之光”是我國第一臺全部采用國產處理器構建的，連續四次問鼎世界超級計算機排名榜單TOP500的超級計算機，能夠為裝備多學科系統級高保真數值模擬提供算力支撐。然而需求側多學科高保真算法模型愈加精細復雜，供給側超級計算機呈現多樣的異構眾核架構，這自然導致了超級計算機和仿真應用之間形成一道“編程墻”。基于國產超級計算機研發高性能仿真中間件，將有效破除這道“編程墻”，從而充分利用國產超級計算機的豐富資源，為重大裝備的仿真提供強大算力。
◆ ◆ ◆ ◆ ◆
▲會議匯報
會議上，國家超級計算無錫中心“神工坊”高性能仿真平臺的副總工高飛先生以《國產神威超算上的高性能中間件研究進展》為主題，介紹數字仿真技術在行業的應用情況，分享“神工坊”的成功應用案例。
主講人簡介：高飛
國家超級計算無錫中心“神工坊”高性能仿真平臺副總工，負責國產超級計算機高性能仿真基礎設施的建設。
展開 【官方發布】國家超算無錫中心“神工坊”高性能仿真平臺免費試用！！！
一、“神工坊”高性能仿真平臺&特點介紹
“神功坊”高性能仿真平臺以無錫國家超級計算中心超算集群為支撐，聯合天云融創共同開發，集成了多個仿真求解和前后處理軟件，面向企業和個人提供提供高保真、高性價比、定制化的仿真云服務。
六大特征：
1.“PC式”高性能體驗。相較傳統超算服務模式，克服了命令行使用方式的體驗問題和受眾限制，為用戶提供友好圖形界面的同時，保留了超算平臺強大的算力支撐。
2.豐富的軟件資源。國家超級計算無錫中心擁有ANSYS package、HyperWorks、STAR-CCM+、LS-DYNA等商業軟件，其中ANSYS高性能并行可達2048核。除此之外，平臺還集成有可運行于神威·太湖之光的圖形化OpenFOAM開源CFD軟件SWOF，罐箱沖擊仿真定制應用TankSim等。
國家超級計算無錫中心正版軟件
Fluent軟件
LS-DYAN軟件
3.“仿真全流程作業”。平臺將網格生成等前處理和后處理工具部署于同一平臺，打通高性能求解計算上下游，克服了仿真全流程中的性能瓶頸，切實提升了高性能仿真業務的體驗和效率。
4.海量硬件資源。平臺以國家超級計算無錫中心神威·太湖之光超級計算機、通用高性能集群為基礎，提供海量的計算資源。以豐富的圖形GPU資源為支撐，可保障大規模問題圖形化前后處理流暢運行。
展開 ‘神工坊’高性能仿真云平臺和其它云平臺的區別！
High Performance Industrial Simulation Online
問：目前，大量工業軟件紛紛上云，'神工坊'和這些云計算有什么區別？
答：當前，'神工坊'高性能仿真平臺的計算資源主要來源于國家超級計算無錫中心，超算在系統架構和服務體系都與現在的云計算有很大不同，今天我們聊聊超算的優異性。
總體來說，100%物理機性能、高效通信、快捷調度、大規模并行是‘神工坊’采用超算資源作為支撐帶來的主要優勢。對于計算規模和密度較大科學計算、工程模擬等領域，相比基于虛擬技術的云計算，超算是更好選擇。
1.
100%物理機性能
超算天生為性能而生，所有的節點都是真實的物理機，作業直接運行于物理機，可以充分發揮CPU等核心部件的性能。
云計算大部分基于虛擬化基礎設施，用戶直接使用的是運行在宿主機上的虛擬機，性能相對物理機難免有一些損失。如果不是web服務等非計算密集型任務，可能造成比較明顯的影響。更重要的是，我們還不得不擔心一個對性能影響更大的問題——超賣。
Tips
什么是超賣？
簡言之，云計算超賣指實際售出的虛擬資源數量，大于實際擁有的物理資源數量。
這里轉載了知乎某博主對于AWS各型號實例CPU超賣率的推斷(以下數據不代表本文觀點，請訪問https://zhuanlan.zhihu.com/p/24435587自行求證)
2.
展開 基于有限元軟件的刀具切削仿真應用
一、使用「圖形應用」進行前處理
為了使仿真研究的針對性更強，有限元分析效率更高，故將正交切削模型進行簡化。將刀具簡化為刀尖模型，設置刀具前角為10°，刀具后角為10°；將工件簡化為15mm×5mm×1mm的長方體模型。
簡化后的仿真模型
網格劃分
材料屬性設置塑性（Johnson-Cook）、熱傳導率、剪切損傷、比熱等材料行為。
二、使用「仿真應用」進行仿真求解
將前處理過程的設置生成為inp文件后，使用神工坊高性能仿真平臺「仿真應用」進行計算，后將inp文件提交至計算資源中。
仿真求解過程
因仿真過程涉及熱力耦合，條件較為復雜，故使用192核心進行計算，共用時11h13min完成計算。
神工坊高性能仿真平臺計算時間
同時使用PC電腦進行計算，對比兩者完成時間。計算過程使用電腦CPU的全部24核心進行，共用時46h27min完成計算。
PC電腦配置
PC電腦計算時間
相較于傳統的PC電腦和個人工作站，使用神工坊高性能仿真平臺能夠顯著縮短時間，實現更高效的仿真任務。
三、后處理過程
計算完成后，再次使用「圖形應用」打開結果文件，可進行對仿真計算結果的分析。
后處理過程
計算結果如下
本案例的后處理結果云圖可反映刀具切削過程中的應力變化。刀具與工件材料之間接觸區域的顏色較深，表示該區域的應力值較高，這是由于在切削過程中，工件受到擠壓和剪切力的作用，產生了應力集中現象。
03 結論
作為國民經濟各工業部門的基礎配套產業，切削刀具對提高制造業效率起著不可替代的作用。為了滿足制造業和科研工作者的仿真需求，神工坊高性能仿真平臺可實現對刀具切削過程的模擬，助力提高刀具切削質量，降低制造成本
展開 【仿真平臺性能測試】Abaqus顯式求解分析
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。
4
結論
綜上所述，“神工坊”高性能仿真平臺在進行Abaqus顯式求解分析時，其
性能優于其他仿真云平臺
。
“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。
展開 在“神工坊”上使用OpenRadioss進行大規模并行仿真，效果如何？
仿真云
平臺
CPU型號
內存
主頻
神工坊
AMD EPYC 7742
512G
2.25GHz
某仿真云平臺
Hygon 7185
512G
2.4GHz
使用核數分別為16、32、64、128核，同時以每個仿真云平臺16核的計算時間為基本單位計算加速比，計算時間與加速比如下圖所示。
可以發現，“神工坊”高性能仿真平臺使用OpenRadioss進行并行仿真時，表現出了超高的計算效率。
從16核到128核，不同并行規模下，計算用時均明顯少于某仿真云平臺，加速比明顯高于某仿真云平臺
。且在“神工坊”高性能仿真平臺使用32核的計算速度就遠超某仿真云平臺使用64核甚至是128核的計算速度。
03
結論
“神工坊”高性能仿真平臺在使用OpenRadioss進行并行仿真時，
無論是計算時間還是并行效率，均有較大的相對優勢
。 此外，“神工坊”高性能仿真平臺具備圖形化操作功能，能夠在線進行前、后處理工作，方便用戶在線使用OpenRadioss進行全流程仿真作業。
十四五期間，工業數字化將是工業轉型升級的主路線。
展開 
【仿真平臺性能測試】Fluent旋轉機械穩態分析
可以發現，“神工坊”高性能工業仿真平臺在進行穩態仿真分析時，表現出了絕對的速度優勢。從16核到128核，其仿真計算速度都明顯優于其他仿真云平臺，且在相同并行核數下其仿真計算時間僅為其他仿真云平臺的1/2不到，尤其是在64核并行時，其仿真計算時間更是只有仿真云平臺1的1/3左右。
我們以每個仿真云平臺16核的計算時間為基本單位，計算各個平臺的并行效率，結果如下圖所示。我們可以發現“神工坊”高性能工業仿真平臺的并行效率也是優于其他仿真云平臺，且在每個核數下都保持著較高的并行效率。
結論
綜上所述，“神工坊”高性能工業仿真平臺在進行Fluent穩態仿真分析時，無論是計算時間還是并行效率，均優于其他仿真云平臺。
“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，可以高效處理大規模網格模型以及復雜流場，大大縮短了企業仿真用時，提升工業設計效率。
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。（ 本文作者：郯俊建）
展開 “神工坊”高性能工業仿真平臺｜Fluent軟件并行效率測試
Fluent軟件并行效率測試
一、導言
Fluent軟件是ANSYS旗下一款通用CFD仿真軟件，市場占有率比較高，能夠進行流體、傳熱、化學反應等多種工程場景和模型的仿真分析。
二、 Fluent并行效率測試
1、模型介紹
本次測試共有兩個模型，一個是一個離心泵的空化仿真，是一個Mixture多相流問題，另一個是一個發動機內流仿真模型，兩個模型都來自于胡坤老師的公眾號，在原網格基礎上進行了加密。
表1 模型描述
2、并行測試方案介紹
本次并行測試基于國家超算無錫中心高性能仿真計算集群進行，計算隊列每個節點包含2路12核E5-2680V3處理器，主頻2.5GHz，每個節點128GB DDR4內存。
測試時分別使用了單核，24核（一個節點），48核，72核，96核及120核進行計算。
3、測試結果
并行測試結果如下所示：
4、測試結果對比
將case2的測試結果與Fluent官方及第三方超算測試情況進行對比，結果如下圖所示：
其中，Fluent官方測試案例是飛機機翼上方的外部氣流穩態流場仿真，網格規模1400萬；第三方超算測試案例是卡車車身外部穩態流場仿真，網格規模1400萬。
備注：因無法找到相同的仿真算例，故選擇了網格規模接近的算例進行對比，且各方測試并行規模也不完全一致，為方便對比，均轉換成按節點數進行對比（作者：周捍瓏）。
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。
展開 “神工坊”高性能仿真平臺算力新資源上線！
繼去年12月，神工坊與鹽城超算合作（點擊回顧），新增AMD處理器后，近日又與某高性能計算廠商合作，新增國產Hygon處理器，為用戶仿真計算作業提供更多高性價比的資源選項。
在數字化突飛猛進的今天，算力不再局限于信息計算領域的專有服務，而是成為隨需隨取的基礎設施，并滲透到工業創新與生產制造的全過程
，也正因此，
加快算力向生產力的轉化
，
已勢在必行。
神工坊是中國高性能工業仿真引領者，秉持“仿真驅動創新，算力引領未來”的理念，致力于通過高性能計算助力我國工業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。
目前神工坊已經形成以國家超級計算無錫中心高性能資源為主體，聚合
多種計算資源
的統一算力“資源池”，可以為用戶提供“神威·太湖之光”超級計算機、Intel、AMD、Hygon等豐富的計算資源，超千萬核的通用計算能力。
神工坊計算資源整合原理圖
神工坊算力“資源池”
借助已對接的算力“資源池”，神工坊不僅可以幫助用戶解決自建算力規模有限、難以擴展等問題，并且通過有效調用其算力資源，將大大提高用戶仿真的并行規模和效率，滿足各領域工業仿真計算需求。
未來，神工坊將繼續協調多方力量，聚合優質資源服務，擴展算力資源，堅持以用戶為中心，為工業仿真領域提供更為有效的高性能計算應用服務。
十四五期間，工業數字化將是工業轉型升級的主路線。
展開 【仿真平臺性能測試】Fluent旋轉機械瞬態分析
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。
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