分布式計算的案例
VirtualLab Fusion 2023.2：分布式計算的使用
目前需要解決多個獨立模擬的復雜任務，如參數掃描或優化，仍可能需要大量計算時間。分布式計算可以大大縮短這一時間，分布式計算是一種使用多臺計算機和/或服務器來加快速度的概念，在這個概念中，一個大的軟件套裝中的每一個模擬任務是相互并行計算的。
這個用例演示了如何在VirtualLab Fusion中使用分布式計算。
前提條件
? “VirtualLab.DistributedComputing.ServerSupportService.exe”文件位于對應的zip歸檔文件中，必須在所有使用的工作站上執行。
? 所有計算機必須在同一個局域網(LAN)或虛擬專用網(VPN)中。
? 網絡內部通信需要使用以下端口:
– 23001 (TCP & UDP)
– 23002 (TCP & UDP)
– 23003 (TCP & UDP)
如何在VIRTUALLAB FUSION中開啟分布式計算？
當分布式計算套裝可用時，一個新的選項卡將出現在主菜單的右側。
單擊“Start Server”激活分布式計算。
添加客戶機
? 要將模擬任務分發到不同的客戶端，請單機Add Clients on Remote Machine按鈕。
? 一個新的窗口將會出現，并列出所有運行的主機。
? 指定要向不同的主機添加多少客戶端（clients），然后單擊OK
分布式計算控制面板
通過使用分布式計算開始模擬
展開 改變游戲規則的模擬速度，通過分布式計算進行您的模擬！
VirtualLab Fusion現在帶有了革命性的分布式計算技術，允許您極大地加快您的模擬。為了展示這項新技術的威力，我們準備了兩個例子，您可以在下面鏈接的文檔中找到。在第一個實驗中，我們通過對101 x 101個視場角度進行參數掃描來研究光波導設備的性能，總共得到了10201個基本模擬結果。使用分布式計算，這些模擬可以在網絡中的不同機器上并行執行，在我們的具體例子中，計算時間減少了91%。
作為第二個例子，我們準備了一個使用白光干涉儀的相干性測量。在這個例子中，多波長以及干涉儀臂的位移會產生總共2904次模擬。通過分布式計算的應用，我們可以將模擬時間從近1小時減少到僅3分鐘。
這些例子演示了通過新的分布式計算包可以實現改變游戲規則的模擬加速。
基于分布式計算的AR光波導中測試圖像的仿真
光波導元件由超過10000個像素組成的測試圖像照明。對于模擬所需的視場角度，使用了分布式計算。
白光干涉儀的相干性測量——VirtualLab Fusion中的分布式計算分析
利用可移動的反射鏡在邁克爾遜干涉儀中分析了光源的相干特性。分析中采用了分布式計算。
展開 VirtualLab Fusion 2023.2版本新功能：分布式計算
其中最重要的一個部分，也是我們在本篇簡報中所要突出的分布式計算套裝。
該套裝的目的在于大幅度提高那些由多個基本模擬任務組成的復雜問題的模擬時間，如參數掃描或公差分析。分布式計算套裝可以將單個基本任務分配給網絡中的不同機器(計算機/服務器)，以便進行并行計算，從而減少總體模擬時間。
請您關注分布式計算的文章，以幫助您深入了解這項新技術，以及我們大幅度提高白光干涉儀案例模擬時間的應用場景。
分布式計算的使用
這個案例展示了如何在VirtualLab Fusion中激活分布式計算
尖銳突起樣品對干涉儀中衍射的影響研究——基于分布式計算的分析
用邁克爾遜干涉儀研究了由連續波長的光源照射矩形高度結構樣品所引起的衍射。本案例計算采用了VirtualLab Fusion的分布式計算技術。
展開 VirtualLab Fusion 2023.2：分布式計算的使用
目前需要解決多個獨立模擬的復雜任務，如參數掃描或優化，仍可能需要大量計算時間。分布式計算可以大大縮短這一時間，分布式計算是一種使用多臺計算機和/或服務器來加快速度的概念，在這個概念中，一個大的軟件套裝中的每一個模擬任務是相互并行計算的。這個用例演示了如何在VirtualLab Fusion中使用分布式計算。
前提條件
“VirtualLab.DistributedComputing.ServerSupportService.exe”文件位于對應的zip歸檔文件中，必須在所有使用的工作站上執行。
□
所有計算機必須在同一個局域網(LAN)或虛擬專用網(VPN)中。
□ 網絡內部通信需要使用以下端口:
–23001 (TCP & UDP)
–23002 (TCP & UDP)
–23003 (TCP & UDP)
如何在VIRTUALLAB FUSION中開啟分布式計算？
當分布式計算套裝可用時，一個新的選項卡將出現在主菜單的右側。
單擊“Start Server”激活分布式計算。
添加客戶機
□ 要將模擬任務分發到不同的客戶端，請單機Add Clients on Remote Machine按鈕。
□ 一個新的窗口將會出現，并列出所有運行的主機。
展開 
改變游戲規則的模擬速度，通過分布式計算進行您的模擬！
基于分布式計算的AR光波導中測試圖像的仿真
這些例子演示了通過新的分布式計算包可以實現改變游戲規則的模擬加速。
作為第二個例子，我們準備了一個使用白光干涉儀的相干性測量。在這個例子中，多波長以及干涉儀臂的位移會產生總共2904次模擬。通過分布式計算的應用，我們可以將模擬時間從近1小時減少到僅3分鐘。
VirtualLab Fusion現在帶有了革命性的分布式計算技術，允許您極大地加快您的模擬。為了展示這項新技術的威力，我們準備了兩個例子，您可以在下面鏈接的文檔中找到。在第一個實驗中，我們通過對101 x 101個視場角度進行參數掃描來研究光波導設備的性能，總共得到了10201個基本模擬結果。使用分布式計算，這些模擬可以在網絡中的不同機器上并行執行，在我們的具體例子中，計算時間減少了91%。
展開 [VirtualLab] 白光干涉相干性測量 - 在VirtualLab Fusion中利用分布式計算分析
摘要
本用例以眾所周知的邁克爾遜干涉儀為例，展示了分布式計算的能力。多色光源與干涉測量裝置的一個位置掃描的反射鏡相結合，以執行詳細的相干測量。使用具有六個本地多核PC組成的網絡分布式計算，所得到的2,904個基本模擬的模擬時間可以從一個多小時顯著減少到不到3分鐘。
模擬任務
基本模擬任務
基本任務集合#1：波長
基本任務集合#2：反射鏡位置
使用分布式計算進行模擬
在本例中，在基本模擬任務中有兩個獨立的參數變化：
? 光譜中的24個波長采樣
? 121個不同反射鏡位置
? 總共2904個基本模擬任務
由于單個基本模擬(單個波長和反射鏡位置)只需要大約0.9秒，因此將一些基本模擬組合起來并在DC客戶端上模擬集合會更有效。因此，所有波長組合在一個單一的模擬(在光源中配置光譜)，帶有DC的Parameter Run用來建模不同的反射鏡位置。與在一次Parameter Run中建模所有2904個任務相比，此策略減少了不必要的開銷。
組合所有波長的基本任務
使用分布式計算
Parameter Run用于改變反射鏡位置，從而允許將各種迭代分發到網絡中的計算機。為了啟用分布式計算，只需導航到相應的選項卡并配置可用計算機和客戶端的數量，然后像往常一樣啟動模擬，將數據傳輸到客戶端和收集結果都是自動完成的(與本地執行參數掃描的方式相同)。
基于分布式計算的模擬
模擬時間比較
展開 白光干涉相干性測量 - 在VirtualLab Fusion中利用分布式計算分析
摘要
本用例以眾所周知的邁克爾遜干涉儀為例，展示了分布式計算的能力。多色光源與干涉測量裝置的一個位置掃描的反射鏡相結合，以執行詳細的相干測量。使用具有六個本地多核PC組成的網絡分布式計算，所得到的2,904個基本模擬的模擬時間可以從一個多小時顯著減少到不到3分鐘。
模擬任務
基本模擬任務
基本任務集合#1：波長
基本任務集合#2：反射鏡位置
使用分布式計算進行模擬
在本例中，在基本模擬任務中有兩個獨立的參數變化：
?光譜中的24個波長采樣
?121個不同反射鏡位置
? 總共2904個基本模擬任務
由于單個基本模擬(單個波長和反射鏡位置)只需要大約0.9秒，因此將一些基本模擬組合起來并在DC客戶端上模擬集合會更有效。因此，所有波長組合在一個單一的模擬(在光源中配置光譜)，帶有DC的Parameter Run用來建模不同的反射鏡位置。與在一次Parameter Run中建模所有2904個任務相比，此策略減少了不必要的開銷。
組合所有波長的基本任務
使用分布式計算
Parameter Run用于改變反射鏡位置，從而允許將各種迭代分發到網絡中的計算機。為了啟用分布式計算，只需導航到相應的選項卡并配置可用計算機和客戶端的數量，然后像往常一樣啟動模擬，將數據傳輸到客戶端和收集結果都是自動完成的(與本地執行參數掃描的方式相同)。
基于分布式計算的模擬
模擬時間比較
展開 邁克爾遜干涉儀中的相干測量——在VirtualLab Fusion中使用分布式計算進行分析
如果沒有分布式計算，整個集合需要46?分55?秒。在由六個本地多核PC組成的網絡中，分布式計算由25個客戶端執行，CPU時間減少到2?分50?秒。
基本仿真任務
基本任務集合：波長
基本任務集合：多重結構
使用分布式計算的集合仿真
對以下各項進行基本模擬：
?121種不同配置
?光譜中的24個波長采樣
——>基礎仿真任務2904項
由于單個基本模擬僅需約0.9秒，因此將所有波長組合在一個模擬任務中并通過使用分布式計算僅計算變化距離的結果更有效（121步）。這減少了不必要的計算。
使用分布式計算的集合模擬
模擬時間概述
文件信息
展開 邁克爾遜干涉儀中的相干測量——在VirtualLab Fusion中使用分布式計算進行分析
如果沒有分布式計算，整個集合需要46?分55?秒。在由六個本地多核PC組成的網絡中，分布式計算由25個客戶端執行，CPU時間減少到2?分50?秒。
基本仿真任務
基本任務集合：波長
基本任務集合：多重結構
使用分布式計算的集合仿真
對以下各項進行基本模擬：
?121種不同配置
?光譜中的24個波長采樣
——>基礎仿真任務2904項
由于單個基本模擬僅需約0.9秒，因此將所有波長組合在一個模擬任務中并通過使用分布式計算僅計算變化距離的結果更有效（121步）。這減少了不必要的計算。
使用分布式計算的集合模擬
模擬時間概述
文件信息
展開 邁克爾遜干涉儀中的相干測量——在VirtualLab Fusion中使用分布式計算進行分析
如果沒有分布式計算，整個集合需要46?分55?秒。在由六個本地多核PC組成的網絡中，分布式計算由25個客戶端執行，CPU時間減少到2?分50?秒。
基本仿真任務
基本任務集合：波長
基本任務集合：多重結構
使用分布式計算的集合仿真
對以下各項進行基本模擬：
?121種不同配置
?光譜中的24個波長采樣
——>基礎仿真任務2904項
由于單個基本模擬僅需約0.9秒，因此將所有波長組合在一個模擬任務中并通過使用分布式計算僅計算變化距離的結果更有效（121步）。這減少了不必要的計算。
使用分布式計算的集合模擬
模擬時間概述
文件信息
展開 [VirtualLab] 基于分布式計算的AR光波導中測試圖像的仿真
使用分布式計算
參數運行用于改變當前視場模式的角度，這允許將各種迭代分發到網絡中的計算機上。為了啟用分布式計算，只需導航到相應的選項卡，并配置可用的計算機和客戶端的數量。然后像往常一樣開始模擬，將數據傳輸到客戶端和結果的收集將自動完成（與本地執行的參數掃描的方式相同）。
采用分布式計算方法進行仿真
客戶端數量：41臺（在5臺不同的計算機上）。
模擬時間（10201次模擬）：4小時10分鐘。
模擬結果：不同視場角的輻射通量。
模擬時間比較
→分布式計算減少了91%的模擬時間！*
*注意：由于基本模擬只需要幾秒鐘，模擬時間的減少會受到網絡開銷的限制。
展開 
VirtualLab之基于分布式計算的AR光波導中測試圖像的仿真
使用分布式計算
參數運行用于改變當前視場模式的角度，這允許將各種迭代分發到網絡中的計算機上。為了啟用分布式計算，只需導航到相應的選項卡，并配置可用的計算機和客戶端的數量。然后像往常一樣開始模擬，將數據傳輸到客戶端和結果的收集將自動完成（與本地執行的參數掃描的方式相同）。
采用分布式計算方法進行仿真
客戶端數量：41臺（在5臺不同的計算機上）。
模擬時間（10201次模擬）：4小時10分鐘。
模擬結果：不同視場角的輻射通量。
模擬時間比較
→分布式計算減少了91%的模擬時間！*
*注意：由于基本模擬只需要幾秒鐘，模擬時間的減少會受到網絡開銷的限制。
展開 VirtualLab之基于分布式計算的AR光波導中測試圖像的仿真
使用分布式計算
參數運行用于改變當前視場模式的角度，這允許將各種迭代分發到網絡中的計算機上。為了啟用分布式計算，只需導航到相應的選項卡，并配置可用的計算機和客戶端的數量。然后像往常一樣開始模擬，將數據傳輸到客戶端和結果的收集將自動完成（與本地執行的參數掃描的方式相同）。
采用分布式計算方法進行仿真
客戶端數量：41臺（在5臺不同的計算機上）。
模擬時間（10201次模擬）：4小時10分鐘。
模擬結果：不同視場角的輻射通量。
模擬時間比較
→分布式計算減少了91%的模擬時間！*
*注意：由于基本模擬只需要幾秒鐘，模擬時間的減少會受到網絡開銷的限制。
展開 如何實現在多種計算資源上布置、管理和解決仿真問題？分布式計算服務DCS
Ansys分布式計算服務 (Distributed Compute Services，簡稱DCS) ，是一個應用程序集合，它使您能夠在各種計算資源上布置、管理和解決仿真問題。作為DCS服務的一部分，設計點求解服務（Design Point Services，簡稱DPS）為分布在集群、網絡和操作系統上的成千上萬個設計點提供了穩定的求解方案。
DCS的主要功能羅列如下：
可同時更新設計點；
無需輸入、輸出、用戶界面或隊列開銷即可擴展設計點更新；
容忍設計點更新失敗；
使用Ansys遠程求解管理器（RSM）在本地計算機和HPC集群上支持提交；
設計點更新執行監控；
過濾、排序和比較設計點；
將CSV（逗號分隔值）文件或Microsoft Excel文件中的其他設計點直接導入DPS進行評估；
將已在DPS中評估的選定設計點導入到Ansys Workbench項目中以進行進一步分析或審查；
在HPC執行期間，在不同的計算機上運行模擬和解算器的幾何體更新；
支持斷開連接和重新連接，這樣DPS就可以在沒有Workbench的情況下繼續運行設計點評估。
下圖顯示了以Ansys Workbench為中心的DCS架構。
DCS功能還可滿足以下應用需求：
許多設計變更的評估；
需要運行數千或上萬個設計點；
靈活使用不同架構計算資源（在Windows?上更新CAD，在Linux上解決）；
開放式體系結構，使您能夠使用自己的設計探索系統來驅動流程。
展開 [VirtualLab] 使用VirtualLab Fusion中分布式計算的AR波導測試圖像模擬
這導致整個圖像的估計總計算時間超過31小時。
通過使用一個由8個多核PC組成的網絡，提供35個客戶端分布式計算，將模擬時間減少到1小時5分鐘。
基本模擬任務
基本任務集合：FOV
使用分布式計算的集合模擬
概述模擬時間
節省96%的計算時間！！！
