ansys設置多核心并行的案例
仿真干貨｜算例核心數越多反而越慢？來了解下“最佳并行規模”！
圖片來源：網絡
在汽車碰撞分析中，采用并行計算可以顯著縮短求解時間，但同時也需要注意優化計算性能。根據計算節點和核心數量合理分配任務，避免資源浪費，并通過調整網格劃分，確保計算負載在所有節點間平衡分配，減少計算瓶頸。
配置更多算力核心后，計算效率下降原因分析如下：
1. 負載不均衡
當并行規模過大時，各個計算節點之間的負載分配可能變得不均衡，部分節點計算任務過重，而其他節點則處于空閑狀態，導致整體計算效率下降。
2. 通信開銷增加
過多的并行核心會導致通信頻率和復雜度增加，通信開銷增大，從而拖慢計算速度。
3. 內存管理問題
在大規模并行計算中，內存分配和管理變得更加復雜，可能出現內存不足或內存訪問沖突等問題，影響計算效率。
在實際測試中，使用不同規模的計算資源對同一組LS-DYNA任務進行運算，結果如下：
本地計算資源：
使用32、48、64核計算資源，耗時分別為821、566、439分鐘。
注：本地資源有限，無法提供更多資源測試，共進行了3次作業提交，總計耗時1826分鐘。
云端計算優化型實例：
使用32、48、64、128、256核計算資源，耗時分別為662、458、375、299、321分鐘。
注：云平臺資源充足，可同時進行多個作業的提交和計算，即耗時662分鐘得出所有結果（測試效率提升約64%），得出該作業最佳并行規模為128核。
03 計算效率瓶頸解決方案
方案一：多次作業并行運算，找出合適運算規模
不同的大規模作業需要不同的優化方式，其中包括優化數據讀寫策略、優化網格劃分、找到合適的最佳并行規模。
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在汽車碰撞分析中，采用并行計算可以顯著縮短求解時間，但同時也需要注意優化計算性能。根據計算節點和核心數量合理分配任務，避免資源浪費，并通過調整網格劃分，確保計算負載在所有節點間平衡分配，減少計算瓶頸。
配置更多算力核心后，計算效率下降原因分析如下：
1. 負載不均衡
當并行規模過大時，各個計算節點之間的負載分配可能變得不均衡，部分節點計算任務過重，而其他節點則處于空閑狀態，導致整體計算效率下降。
2. 通信開銷增加
過多的并行核心會導致通信頻率和復雜度增加，通信開銷增大，從而拖慢計算速度。
3. 內存管理問題
在大規模并行計算中，內存分配和管理變得更加復雜，可能出現內存不足或內存訪問沖突等問題，影響計算效率。
在實際測試中，使用不同規模的計算資源對同一組LS-DYNA任務進行運算，結果如下：
本地計算資源：
使用32、48、64核計算資源，耗時分別為821、566、439分鐘。
注：本地資源有限，無法提供更多資源測試，共進行了3次作業提交，總計耗時1826分鐘。
云端計算優化型實例：
使用32、48、64、128、256核計算資源，耗時分別為662、458、375、299、321分鐘。
注：云平臺資源充足，可同時進行多個作業的提交和計算，即耗時662分鐘得出所有結果（測試效率提升約64%），得出該作業最佳并行規模為128核。
03 計算效率瓶頸解決方案
方案一：多次作業并行運算，找出合適運算規模
不同的大規模作業需要不同的優化方式，其中包括優化數據讀寫策略、優化網格劃分、找到合適的最佳并行規模。
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根據計算節點和核心數量合理分配任務，避免資源浪費，并通過調整網格劃分，確保計算負載在所有節點間平衡分配，減少計算瓶頸。
配置更多算力核心后，計算效率下降原因分析如下：
1. 負載不均衡
當并行規模過大時，各個計算節點之間的負載分配可能變得不均衡，部分節點計算任務過重，而其他節點則處于空閑狀態，導致整體計算效率下降。
2. 通信開銷增加
過多的并行核心會導致通信頻率和復雜度增加，通信開銷增大，從而拖慢計算速度。
3. 內存管理問題
在大規模并行計算中，內存分配和管理變得更加復雜，可能出現內存不足或內存訪問沖突等問題，影響計算效率。
在實際測試中，使用不同規模的計算資源對同一組LS-DYNA任務進行運算，結果如下：
本地計算資源：
使用32、48、64核計算資源，耗時分別為821、566、439分鐘。
注：本地資源有限，無法提供更多資源測試，共進行了3次作業提交，總計耗時1826分鐘。
云端計算優化型實例：
使用32、48、64、128、256核計算資源，耗時分別為662、458、375、299、321分鐘。
注：云平臺資源充足，可同時進行多個作業的提交和計算，即耗時662分鐘得出所有結果（測試效率提升約64%），得出該作業最佳并行規模為128核。
03 計算效率瓶頸解決方案
方案一：多次作業并行運算，找出合適運算規模
不同的大規模作業需要不同的優化方式，其中包括優化數據讀寫策略、優化網格劃分、找到合適的最佳并行規模。
展開 NXCAE熱\流分析設置多核并行計算的方法
特別是輻射分析，可以設置發射率、反射率、折射率等參數，并能計算多次反射作用。
NX Space Systems
Thermal是針對航空航天領域的熱分析模塊，可以很方便地建立衛星軌道、太陽輻射等模型。同時也可以用于車燈行業的光熱分析。
NXCAE流體分析，可以計算線性或非線性流體邊界條件、高速可壓縮流體、非牛頓流體(黏滯流)及旋轉流體等。廣泛用于汽車流場分析、風扇流量分析等。
輻射分析和流體分析對內存、時間消耗很大。NX熱\流分析中，提供了多核并行計算功能。可以有效利用計算機資源。
ANSYS Workbench 并行計算設置
復雜的結構分析、流體分析通常需要較長的計算時間，利用ANSYS
Workbench的并行求解功能，可以充分發揮計算機的性能，將仿真分析的求解時間大大縮短。
1.以一個靜力分析系統為例（如下圖）
2.雙擊上圖中靜力分析系統中的 Model，啟動分析界面如下圖
3.依次點擊主菜單的 Tools > Solve Process Settings，出現如下對話框
4.點擊上圖中的
Advanced
按鈕，在彈出的下圖對話框中，即可對并行計算的CPU數量、GPU加速情況進行設置。Workbench默認采用2核并行計算，可根據本地計算機的CPU配置進行設置，GPU加速需要符合ANSYS要求的硬件（顯卡）支持。
展開 ANSYS Workbench并行計算及其他基礎設置教程 ￥1
首先，ANSYS的大部分設置都可以Tools——options里設置：
Beta Options設置：測試模式，如果在單擊Appearrance,勾選Beta Options模式，則會在軟件中顯示一些還處于測試階段的功能，默認是被隱藏的，顯示后會在該功能模塊后添加（Beta）。
regional and language options：軟件語言設置，ansys 目前只支持四種語言，不包含中文，主要是日語，英語，德語以及法語。個人覺得，即使是推出了中文版，也建議大家使用英文版，因為在中國這個學術環境下，關于同一個物理概念，不同行業間都沒有統一的表述，即使翻譯過來，也不是適用于各個行業的，交流起來肯定會有隔閡，所以使用英語會更加方便。
3.并行計算設置：數值模擬常常是大規模的科學計算，一般依靠CPU浮點計算能力進行偏微分方程的求解（直接求解法的話更依賴于內存），使用多核心并行計算的方式可以提高計算性能。但是在使用前，必須進行相關的設置：
Tools-solution process-Default execution Mode，默認是serial(串行)，下拉即可選擇Parallel（并行）,雖然此時已經開啟了并行計算，但是軟件默認的可并行核心數為2，因此需要更改相應核數，在并行串行計算設置下方可輸入核數，并且在solution process下方的Mechanical APDL中，processors中可以設置相應核數。一般可設為20核，此處設置的核心數如果超過了計算機實際的物理核心，求解時會發生警告，但不影響計算。
展開 ANSYS Workbench并行計算設置-燃燒吧，電腦
在Mechanical中點擊File選擇option，單擊左側的meshing，在其下方的Number of CPUs for Meshing Method和Number of CPUs for ParallelPart Meshing中設置為自己電腦實際的物理核數。
3. 該設置是專門為部分土豪在自己的電腦中安裝的牛X的GPU加速卡提供的：在mechanical中點擊File選擇點擊File選擇solve process settings，選擇advanced，選擇你對應配置的設置。此處不多做介紹，買得起這么牛叉的配置，對這個設置應該也比較了解。普通玩家只需對Max number of utilized cores設置為為自己電腦實際的物理核數，其余設置默認即可。
到此，所有相關的設置都已設置結束，可以選擇一個稍微復雜的模型進行測試一下，是否電腦能夠滿負荷的進行計算，下圖是我電腦測試的情況。
PS：裝了這么多版本的軟件，發現：如果你的電腦已經裝有ANSYS，而且上面的設置也設置過了，等你再裝新版本的時候這些設置自動的就會在新版本中設置好了，這在很大程度上也方便了大家。
再介紹兩個在我們工作中會用到的功能：
當你的邊界條件太多，整個屏幕顯示不下的時候，（公司之前做的一個項目就是，加的質點和約束條件太多，默認的設置顯示不出來）在Mechanical中點擊File選擇option，點擊Graphics，Max Number of Annotations to Show 設置為20（這里可根據需求設置）。在option中還有很多默認的設置可以修改，大家可以根據自己的需求和習慣去修改參數。
展開 Mechanical驅動電機溫度分析 附ANSYS EM如何設置多核計算下載
●對于舊版EM，需要給磁鋼添加0激勵
●新版僅需要在Set EddyEffect里勾選上磁鋼
2.Maxwell電機損耗計算網格剖分處理
●盡管ANSYS EM的網格技術很好，不容易發散，但是或多或少網格會影響仿真結果，如果處理不得當，嚴重的結果根據不可信，特別是Maxwell 3D下
●對于渦流損耗，其網格的處理很關鍵
●掌握一些網格處理技巧有利于結果的準確性，要注意3D與2D各自區別
2.1 電機鐵芯剖分
通過前面部分詳細講解了網格技術，它的特點和類型，它是倒金字塔型的，2D下越接近等邊三角形網格剖分越好，3D下越接近等面四邊體越好
●鐵芯的剖分主要以內部剖分規格為主，表面為輔
●需要根據鐵芯的尺寸大小來確認最大邊長
●可能的把鐵芯分成幾部分，不同部分給不同最大邊長，這樣有利于合理利用資源
●在3D下網格要求很高，特別是其規整性直接影響計算結果
2.2 磁鋼等剖分
磁鋼主要是由于渦流存在引起損耗，利用軟件特別的處理
●磁鋼的剖分主要以內部剖分規則為主，表面為輔
●需要根據鐵芯的尺寸大小來確認最大邊長
●可能的把鐵芯分成幾部分，不同部分給不同最大邊長，
這樣有利于合理利用資源
●在3D下網格要求很高，特別是其規整性直接影響計算結果
●磁鋼的剖分主要以內部剖分規格為主，表面為輔
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