ansys計算gpu加速
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys計算gpu加速的實例教程
Ansys與NVIDIA有著長久的戰略合作關系，作為高性能計算領域的技術領導者，雙方展開密切合作在Ansys多物理場解決方案中開發GPU加速求解器和算法，確保在Ansys軟件上運行的仿真工作具有最快的性能。此外還在專業圖形方案領域進行合作，確保Ansys在建模、后處理和可視化等工作流程能夠發揮最佳性能和質量水平。
當下隨著科技的發展，汽車內外飾照明越來越復雜，以往想要模擬出高逼真的視覺效果，需要堆棧CPU數量用于模擬計算，硬件成本很高。而在即將正式推出的Ansys Speos GPU加速計算中，可實現4-8倍運算能力的提高，通過借助GPU加速獲得更好的結果、更快的模擬以及更高的精度和分辨率，實現基于物理的逼真渲染，消除時間/硬件管理等障礙，進一步加快開發速度。
12月21日，Ansys將聯合NVIDIA共同推出【基于Ansys Speos的GPU光學模擬加速計算】網絡研討會，本次會議邀請來自NVIDIA 行業拓展經理茅勇，以及Ansys Speos應用工程師孫鴻燁作為主講嘉賓，共同分享實現快速計算的關鍵技術以及最新光學仿真的功能革新，歡迎大家報名參會。
展開 Ansys Discovery是專為設計工程師開發的實時仿真設計工具，能為他們在概念設計階段提供包括幾何建模及清理、結構、模態、熱及流體（內流及外流）以及拓撲優化等一系列設計及分析功能。借助全新的Ansys Discovery，工程師能夠在概念評估、設計改進優化階段盡早利用仿真推進研發，這意味著工程師能夠在有限的預算中更快地優化產品與工作流程。
同時，在NVIDIA GPU的助力下，Ansys Discovery能夠提供即時 3D 設計仿真功能，實現實時交互設計探索和快速產品創新?；贜VIDIA CUDA的Ansys產品可將幾小時的設計模擬工作流程縮短為幾分鐘甚至幾秒，助力設計工程師以更快的速度做出更明智的設計決策。本次網絡研討會，我們邀請到NVIDIA高級解決方案架構師宋毅明，以及Ansys中國高級應用工程師鄭偉巍共同為大家講解Ansys Discovery 運用NVIDIA 最新工業級GPU技術如何以更快的速度探索概念、執行迭代與創新。歡迎報名參會！
時間：9月24日（星期四），14:00-15:00
會議大綱：通過觀看本次網絡研討會，您將學習到，
NVIDIA Quadro系列產品介紹
NVIDIA CUDA如何加速仿真計算及流程
Ansys Discovery產品介紹及仿真精度
Ansys Discovery在行業中的應用案例
講師簡介：
宋毅明，NVIDIA Quadro 產品部門高級解決方案架構師。南京大學計算機軟件工程方向碩士畢業。曾在 AMD、Intel 從事 3D 圖形驅動開發，在 epic games 從事 UNREAL 游戲引擎開發工作。對計算機圖形學、directx 游戲引擎開發優化有深刻理解。
展開 用Fluent開啟GPU進行計算，過程其實很簡單，不過現在只找到采用N卡進行計算的方法。首先在開始界面需要設置并行計算的核數與你要用來計算的GPU數量，一般電腦都只有一塊顯卡，所以設置為1就可以了。
打開之后就需要用命令行去打打開顯卡計算并進行設置，命令行/solve/set/amg-options/amg-gpgpu-options/，后面還需要跟上你想并行計算的模型比如我這里的壓力耦合計算，后面是一些精度和求解方法的設置，其中精度和迭代次數比較重要，搞得不好反倒會發散，比如這里設置為0.1，如果過大那時間就會比較長。
設置好了之后運行就可以了，也沒什么需要注意的，但是有的模型本身就有限制用不了并行加速方法，具體的可以參考這里的內容https://www.nvidia.cn/data-center/gpu-accelerated-applications/ansys-fluent/
我這里模型比較小，計算時間就2分鐘效果提升不明顯，大的模型會明顯一些，但顯卡確實用起來了。
如果是自己編寫的程序想并行求解的會麻煩很多，但也不是沒有辦法。
后續更新如何用代碼主要是基于matlab進行三維模型計算，包括讀取網格（基于Openfoam格式的網格），處理拓撲，離散求解一系列流程。
展開 而格子玻爾茲曼方法基于笛卡爾網格的顯式線性的計算特點，使得其天然適合于GPU的流處理框架。比如在GPU上計算D2Q9格式的LBM方程，我們可以將具有相同速度向量的數據包分配到一個數組中，并保持原始格子布局，求解過程便是對這些數組的更新。
當然，GPU在進行LBM計算的時候，不會改變其物理計算的本質，仍然是通過速度分布函數、宏觀物理量和平衡態分布之間的迭代來實現的。因此，如果代碼調試沒有問題的話，GPU計算的結果和CPU應該是一致的。
當然，要想GPU算法能夠實現更好的加速效果，也需要對參數存儲、傳遞和計算進行優化。目前，許多LBM方法在配合GPU計算已產生恐怖的加速性能，比如已有商業軟件可將單塊顯卡的計算加速能力提高到等價于數千個CPU核的量級。相信隨著GPU性能和軟件本身的不斷進化，GPU一定會讓LBM徹底飛起來。
來源于：LBM與流體力學 作者： 盧比與鋼蛋
展開 COMSOL Multiphysics 支持加速計算。本指南提供了安裝和配置使用此功能所需的軟件的快速設置說明。?
在 COMSOL Multiphysics 中，GPU 加速可以顯著提高使用間斷伽遼金 （dG） 方法的瞬態仿真的性能，例如使用壓力聲學，時域顯式 接口的仿真，以及用于訓練深度神經網絡 （DNN） 代理模型的性能。此功能適用于 Windows 和 Linux作系統，需要兼容的 NVIDIA 顯卡，并安裝 CUDA 工具包。?????
注： 此功能適用于 COMSOL Multiphysics 6.3 版本。?
兼容性和要求
的作系統和硬件要求CUDA 工具包?組件包括以下內容：
一個 NVIDIA 顯卡，計算能力為 6.0–9.0?
請注意，COMSOL Multiphysics 系統要求中列出的所有 NVIDIA 顯卡都滿足此要求。?對于其他顯卡，請檢查 NVIDIA 維護的列表中的 Compute Capability。
支持的作系統 （OS），包括 Windows 或 Linux??CUDA 工具包 12.4?
CUDA 工具包的設置過程?
安裝 CUDA 工具包，然后在 COMSOL Multiphysics 安裝中啟用 GPU 加速計算的過程包括以下步驟：?
安裝 NVIDIA CUDA 工具包??安裝支持 GPU 計算的 COMSOL Multiphysics?在 COMSOL Multiphysics 中驗證 CUDA 工具包的安裝?
下面將更詳細地概述每個步驟。
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我們經常聽到用戶抱怨新硬件的性能和吞吐量達不到預期。對于習慣了高級軟件需求的工程師來說，這或許并不令人意外。畢竟，為仿真應用選購合適的硬件與為電子郵件或客戶關系管理 (CRM) 應用選購臺式電腦截然不同。您必須根據仿真需求來匹配處理器、內存、存儲和網絡。
Ansys 工作負載對內存帶寬和計算能力都有很高的要求，而這些要求會因多種因素而異，包括數據集的大小和所使用的求解器。多年來，我們與高性能計算
COMSOL Multiphysics 支持加速計算。本指南提供了安裝和配置使用此功能所需的軟件的快速設置說明。?
在 COMSOL Multiphysics 中，GPU 加速可以顯著提高使用間斷伽遼金 （dG） 方法的瞬態仿真的性能，例如使用壓力聲學，時域顯式 接口的仿真，以及用于訓練深度神經網絡 （DNN） 代理模型的性能。此功能適用于 Windows 和 Linux作系統，需要兼容的 NVIDIA
《GPU Computing Guide》是由Dassault Systèmes Deutschland GmbH發布的有關CST Studio Suite 2024的GPU計算指南。涵蓋GPU計算的各個方面，包括硬件支持、操作系統支持、許可證、GPU計算的啟用、NVIDIA和AMD GPU的詳細信息以及相關的使用指南和故障排除等內容。
1. 硬件支持
- NVIDIA
前言
Speos 在2022R2版本中正式推出 GPU 計算功能，相比于 CPU 計算，相同HPC32配置，高性能顯卡在仿真計算中將會更顯計算優勢，在仿真數據量大、材料屬性復雜、光源種類多的條件下，Speos 視覺模擬會消耗更多仿真計算時間。當模擬參數設置偏差，或者視野選擇不準確，重新模擬耗費的時間會很長，GPU 同樣提供實時預覽
而在即將正式推出的Ansys Speos GPU加速計算中，可實現4-8倍運算能力的提高，通過借助GPU加速獲得更好的結果、更快的模擬以及更高的精度和分辨率，實現基于物理的逼真渲染，消除時間/硬件管理等障礙，進一步加快開發速度。
用Fluent開啟GPU進行計算，過程其實很簡單，不過現在只找到采用N卡進行計算的方法。首先在開始界面需要設置并行計算的核數與你要用來計算的GPU數量，一般電腦都只有一塊顯卡，所以設置為1就可以了。
打開之后就需要用命令行去打打開顯卡計算并進行設置，命令行/solve/set/amg-options/amg-gpgpu-options/，后面還需要跟上你想并行計算的模型比如我這里的壓力耦合計算
提到流體仿真的計算速度，大概是每一個CFDer心中的痛了。每次設計部門更新模型之后，老板都會迫不及待的詢問新模型的氣動性能如何，恨不得立馬就畫出一條特性曲線。而為了霸占計算速度這只肥羊，許多硬件和軟件廠商都磨刀霍霍，甚至提出了實時仿真的概念。
而眾多加速計算手段中，GPU似乎是叫得最兇的那頭狼。然而，筆者十幾年前還在讀書的時候
Ansys RaptorH為芯片設計團隊提供業界領先的HFSS求解器技術
隨著Ansys? RaptorH
傳統研發流程中工程師往往在后期階段采用仿真分析，此時發現的問題將帶來成本高昂且耗時的返工。Ansys Discovery是專為設計工程師開發的實時仿真設計工具，能為他們在概念設計階段提供包括幾何建模及清理、結構、模態、熱及流體（內流及外流）以及拓撲優化等一系列設計及分析功能。借助全新的Ansys Discovery，工程師能夠在概念評估、設計改進優化階段盡早利用仿真推進研發，這意味著工程師能夠在有限的預算中更快地優化產品與工作流程
Ansys RaptorH為芯片設計團隊提供業界領先的HFSS求解器技術
隨著Ansys? RaptorH?的正式發布，Ansys將進一步為工程師加快和改進5G、三維集成電路（3D-IC）和射頻集成電路設計工作流程賦能
