并行求解技術的案例
ANSYS網(wǎng)絡培訓 ANSYS 17.0工作流程和求解器進展（HPC、CMS+RBD、梁、子模型技術等）
培訓時間：
2016年6月14日
14:00 - 15:00
本次網(wǎng)絡培訓將為您介紹ANSYS 17.0工作流程和求解器進展，具體如下：模型網(wǎng)格處理技術又有很大的進展，涵蓋幾何、網(wǎng)格、復雜截面梁單元、復合材料建模，以及變形后的網(wǎng)格生成幾何。
ANSYS通過收購MultiPlas，巖土材料極大豐富，涵蓋Cam-clay、Mohr-Coulomb、Jointed Rock、Drucker-Prager concrete等巖土本構，從而更加有效解決土壤、巖石、顆粒、混凝土、砌體等非線性結構力學問題，對于眾多的土木行業(yè)用戶是最大的福音。 新的分布式并行求解技術全面支持Lanczos特征求解器，使得動力學求解規(guī)模和速度大幅提升，加速10倍以上。 ANSYS HPC計算效率大幅提升，有效使用更多的計算機內(nèi)核參與計算。
CMS技術用于剛體動力學，使得剛柔混合動力學求解規(guī)模和速度大幅提升。
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展開 技術分享｜并行代數(shù)多重網(wǎng)格算法：如何用黑盒求解器攻克復雜工程計算的效率瓶頸？
該代數(shù)求解支持億級階矩陣的百萬核并行求解，包含Krylov子空間方法(CG、BiCGStab、GMRES...)及預條件子(Jacobi、ILU、MG...)、代數(shù)多重網(wǎng)格方法、并行直接解法等，軟件支持神威、x86、Windows平臺。
UNAP使用聚合型的AMG方法，以兩點聚合(pairwise-aggregation)為主，相較于經(jīng)典類型的AMG，聚合類型的AMG具有算法和實現(xiàn)簡潔的特征，在Setup、單步solve等方面具有一定速度優(yōu)勢。
（一）使用方法
1.
ANSYS AUTODYN在水下爆炸模擬中的應用
ANSYS AUTODYN的高階Euler求解器能精確地模擬氣泡的膨脹、壓縮和潰滅以及氣泡收縮形成的射流。
圖6 氣泡脈動時歷云圖
圖7 距爆心30cm測量點的壓力時歷曲線
ANSYS AUTODYN高精度的Euler求解器、豐富的材料模式、完全的Euler-Lagrange耦合算法、結果映射Remap技術、部件激活技術以及完善的并行求解技術等，極大地提高了水下爆炸數(shù)值模擬的精度和效率，從而贏得了眾多軍工用戶的好評。
爆炸仿真又一利器ANSYS AUTODYN介紹 附AUTODYN工程動力分析及應用實例下載
ANSYS AUTODYN的高階Euler求解器能精確地模擬氣泡的膨脹、壓縮和潰滅以及氣泡收縮形成的射流。
圖6 氣泡脈動時歷云圖
圖7 距爆心30cm測量點的壓力時歷曲線
ANSYS AUTODYN高精度的Euler求解器、豐富的材料模式、完全的Euler-Lagrange耦合算法、結果映射Remap技術、部件激活技術以及完善的并行求解技術等，極大地提高了水下爆炸數(shù)值模擬的精度和效率，從而贏得了眾多軍工用戶的好評。
下載地址：AUTODYN工程動力分析及應用實例
爆炸仿真又一利器ANSYS AUTODYN介紹 附AUTODYN詳細實例教程文檔下載
ANSYS AUTODYN的高階Euler求解器能精確地模擬氣泡的膨脹、壓縮和潰滅以及氣泡收縮形成的射流。
圖6 氣泡脈動時歷云圖
圖7 距爆心30cm測量點的壓力時歷曲線
ANSYS AUTODYN高精度的Euler求解器、豐富的材料模式、完全的Euler-Lagrange耦合算法、結果映射Remap技術、部件激活技術以及完善的并行求解技術等，極大地提高了水下爆炸數(shù)值模擬的精度和效率，從而贏得了眾多軍工用戶的好評。
下載地址：AUTODYN詳細實例教程
Ansys Fluent 提交并行求解作業(yè)到Slurm系統(tǒng)的介紹 | HPC
目前，Ansys軟件也支持使用Slurm來完成并行求解作業(yè)的任務提交和管理，本文介紹Ansys Fluent 2023R1版本并行求解作業(yè)提交到Slurm系統(tǒng)的相關操作。
一. Ansys RSM方式提交
1、首先在Linux集群管理節(jié)點啟動Ansys RSM Launcher服務。
2、打開Windows端的“RSM Configuration 2023 R1”配置工具，完成Slurm資源的添加配置。
3、打開Windows端的“RSM Cluster Monitoring 2023 R1”工具，可以看到剛配置完成的Slurm隊列的資源狀態(tài)：2個計算節(jié)點（node1和node2），每節(jié)點8個CPU Core。
4、在Ansys Workbench中打開Ansys Fluent測試算例，并按圖示1~4步驟的操作說明，完成Fluent作業(yè)的遠程提交。如果項目中有多個待分析任務的話，建議使用右鍵菜單的Update選項，來準確定位要提交求解的分析任務。
5、打開“Job Monitor”工具，查看運行中的作業(yè)狀態(tài)。
6、Linux管理節(jié)點上，我們也可以通過squeue命令查看運行中的Slurm作業(yè)的狀態(tài)。
7、計算完成后，計算結果自動傳回Windows主機上的項目文件目錄，我們在本地完成后處理工作。
展開 LMS VL12 OLH部分更新說明（Motion）
舊版VL11是基于Catia V5R20 SP6開發(fā)的，新版VL12是基于Catia V5-6R2012 SP3開發(fā)的
superxjw版主已經(jīng)為大家介紹了LMS VL12在聲學方面的一些新技術，而且也在逐步發(fā)布一些原創(chuàng)視頻，在此表示感謝。
這次給大家介紹一下在LMS Virtual.Lab On-line Help里面更新的一些東西。
與VL11 OLH相比，在Motion部分增加了四個Tutorials。
（1） Mechanism Design Tutorials里面增加了三個。
Tutorial 20： Creating a Discrete Track
該教程介紹了如何創(chuàng)建一個離散的履帶系統(tǒng)，并且穿過一個障礙物
Tutorial 21： Flex-Flex Contact Tutorial
基于罰函數(shù)法的柔性體與柔性體之間的接觸
Tutorial 22： Motion C-Code Solver Parallel Solution
并行求解技術
（2） Flexible Design Tutorials里面增加了一個。
Tutorial 9：Flexible Point CurveJoint
致謝：感謝阿偉版主在本人使用VL過程中的幫助。
文檔下載地址：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=3469197711&uk=1728334102
展開 【轉】并行設計中的關鍵技術
并行設計是一種系統(tǒng)化、集成化的現(xiàn)代設計技術，它以計算機作為主要技術手段，除了通常意義下的CAD、CAPP、CAM、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（Product Data Management System——PDMS）等單元技術的應用外，還要著重解決以下一些關鍵技術問題。
1．產(chǎn)品并行開發(fā)過程建模及優(yōu)化
并行設計的思想是在研究產(chǎn)品開發(fā)過程的基礎上形成的，要實現(xiàn)產(chǎn)品的并行設計，首先要建立起產(chǎn)品并行開發(fā)的信息模型。
對產(chǎn)品開發(fā)過程信息模型的研究始于60年代末70年代初，當時的術語結構分析，用一套符號及一些規(guī)約方法表示出產(chǎn)品開發(fā)中的信息流動，提出數(shù)據(jù)流動圖（Data Flow Diagram——DFD）建模技術。美國軟件技術公司通過類似的研究，提出了結構功能分析方法，把出人員、機械、方法、材料、產(chǎn)品等組成的系統(tǒng)用圖形、文字加以表示，建立了結構分析和設計技術（Structural Analysis and Design Technology——SADT）系統(tǒng)，1978年被美國空軍選作支持集成計算機輔助制造（Integration Computer Aided Manufacturing——ICAM）系統(tǒng)的軟件技術，以后又在SADT的基礎上將其發(fā)展成為四類集成計算機輔助制造定義方法（ICAM Definition Technology——IDEF），分別用于含有計算機及軟件工程的系統(tǒng)、信息分析、動態(tài)分析和過程建模，在工業(yè)界得到應用。
產(chǎn)品開發(fā)是一個十分復雜的過程，以什么樣的理論、策略和方法建立產(chǎn)品開發(fā)過程的數(shù)學模型，一直并行設計技術形容的重要課題。
展開 【轉】并行設計的技術特征
5．基于時間的決策
設計的過程是優(yōu)化決策的過程，實施并行設計的首要王的是大幅度縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，因此要通過一系列的優(yōu)化決策，組織、指導并控制產(chǎn)品開發(fā)過程，使之能以最短的時間開發(fā)出優(yōu)質的產(chǎn)品，實踐證明：面對多個方案，特別是其屬性（評判指標）多于4－5個時，完全依靠人為的“拍腦袋”已很難作出正確的決策。因此，要應用多目標優(yōu)化、多屬性決策，成其是多目標群組決策的方法。
6．分布式軟硬件環(huán)境
并行設計意味著在同一時間內(nèi)多機、多程序對同一設計總是并行協(xié)同求解，因此，網(wǎng)絡化、分布式的信息系統(tǒng)是其必要條件、并行設計面向對象的軟件系統(tǒng)，分布式的知識庫、數(shù)據(jù)庫，能夠根據(jù)產(chǎn)呂設計的要求動態(tài)編聯(lián)成相互獨立的模塊在多臺終端上同時運行，并利用網(wǎng)絡的機間通信功能實現(xiàn)相互之間的同步協(xié)調。
7．開放式的系統(tǒng)界面
并行設計系統(tǒng)是一個高度集成化的系統(tǒng)。一方面應具有優(yōu)良的可擴展性、可維護性，可能按照產(chǎn)品開發(fā)的需要將不同的功能模塊組成完成產(chǎn)品開發(fā)任務的集成系統(tǒng)；另一方面，并行設計系統(tǒng)又是整個企業(yè)計算機信息系統(tǒng)的組成部分，在產(chǎn)品開發(fā)過程中，必須與其他系統(tǒng)進行頻繁的數(shù)據(jù)交換。因此，開放工的系統(tǒng)界面對并行設計系統(tǒng)是至關重要的。
展開 【轉】并行設計的技術經(jīng)濟效益
施樂（XROX）公司采用并行設計技術，使顧客對產(chǎn)品的滿意率提高了40%。
通用發(fā)動機廠采用并行設計技術，使廢品率減少了60%。
Northrop公司采用并行設計技術，使設計的修改量減少了75%。
通用汽車公司采用并行設計技術，使剎車系統(tǒng)的類型減少了80%，每臺車可節(jié)省100美元，僅此一項就創(chuàng)年經(jīng)濟效益5億美元。
在我國，并行設計技術不僅一直是高等院校、科研院所開展現(xiàn)代設計技術研究的重要方向，而且已在不少企業(yè)投入實際應用。例如，合肥鍛壓機床總廠正在開發(fā)的液壓機產(chǎn)品快速設計系統(tǒng)（見圖4）就全面采用了并行設計技術。研究并推廣應用并行設計技術是迅速提高我國企業(yè)設計能力和設計現(xiàn)代化水平的一個重要的發(fā)展方向。
圖4 液壓機產(chǎn)品快速設計系統(tǒng)
展開 Moldex3D模流分析之高效多核與并行計算技術
三維實體模流分析技術可以提供許多傳統(tǒng)2.5D模流分析技術所不能提供的優(yōu)點，例如與CAD的整合、分析正確性、模型最少簡化…等等。然而，三維模流分析在完全不簡化模型的情況下，無可避免增加了許多計算上的負擔，使得計算時間增長。Moldex3D所采用的高效能有限體積法 (HPFVM, High-Performance Finite Volume Method)，雖然已經(jīng)是目前商用CAE軟件中計算效能高的一種，但是當面臨大型模具，以及客戶快速分析的期望時，仍有相當大的改進空間。
Moldex3D 在業(yè)界率先支持并行計算，以求大量增進分析計算效能，在更短時間內(nèi)完成復雜、內(nèi)含大量網(wǎng)格元素的模型分析數(shù)據(jù)。高效率的平行化計算核心可進行完整的充填、保壓、冷卻、翹曲、玻纖排向、反應射出…等計算。此外，Moldex3D 并行計算技術可同時支持多CPU和叢集式計算機計算。
對于光學零件，纖維補強汽車零組件、連接器、齒輪..等等，對高精度和高速計算的需求永遠不能低估。計算速度可以被更新更強大的CPU改善。然而，僅僅改進CPU的速度在速度和準確性上并無法滿足工業(yè)用戶。多核心CPU計算機組成的使用，便成為可行的解決方案。
效能顯著的案例探討
Moldex3D身為CAE專業(yè)廠商，是市面上能完整支持全并行計算的模流軟件，包含流動、保壓、冷卻、翹曲、纖維、多材質射出等分析。運用多核心或者多CPU的高計算能力，計算時間能受大幅的縮短，例如以雙核心的計算機為例，計算效率有機會提升50%到80%以上。Moldex3D高效多核與并行計算技術能降低您的成本并產(chǎn)生極高的效益。
展開 
一文讀懂Fluent并行計算，三大技術提升計算效率新境界！
隨著技術的不斷進步，Ansys工程師們致力于優(yōu)化底層的并行算法，以提升其計算性能，使用戶體驗飛一般的計算速度。
在Ansys Fluent中，盡管工程師已經(jīng)針對并行算法進行了充分優(yōu)化，但在實際應用中，還有其他方法可以進一步提高計算性能。本文闡述了Fluent并行計算的基本原理，同時探討通過AVX2指令集加速、GPU加速以及超線程等技術手段來提高計算效率。
01 什么是Fluent并行計算
Fluent的并行求解器通過協(xié)同運作多個進程來計算大型問題，這些進程既可以在同一臺機器上運行，也可以在網(wǎng)絡中的不同設備上運行。
并行求解器將計算域分為多個區(qū)域（圖1），將各數(shù)據(jù)分區(qū)分配至不同的計算進程（稱為計算節(jié)點，圖2），每個計算節(jié)點都在其專屬數(shù)據(jù)集上同步執(zhí)行同一程序。主進程（或稱為主機）不包含網(wǎng)格單元、面或節(jié)點（除非使用 DPM 共享內(nèi)存模型），其主要職責是解析 Cortex（負責用戶界面和圖形相關功能的 Fluent 進程）發(fā)送的指令，并將這些指令（及數(shù)據(jù)）傳遞給某一計算進程，再由該計算進程將其分發(fā)至其他計算進程。
圖1:計算區(qū)域分區(qū)
圖2：分區(qū)網(wǎng)格邊界
計算節(jié)點負責存儲并執(zhí)行部分網(wǎng)格的計算任務，而位于分區(qū)邊界的單層重疊單元格層則負責跨分區(qū)邊界的通信（圖2）。盡管單元格和面被分割，但網(wǎng)格中的所有域和線程在每個計算節(jié)點上均存在鏡像（圖3）。線程以鏈接列表的形式存儲，和串行求解器保持一致。計算節(jié)點可在大規(guī)模并行計算機、多CPU 工作站或具備相同或多工作站組成的網(wǎng)絡 上實現(xiàn)。 [1]
圖3：分布式網(wǎng)格中的域和線程鏡像
命令傳輸和通信
在Flunet并行計算會話中，進程涉及的主體包括 Cortex（主機進程）和一組 n 個計算節(jié)點進程，這些計算節(jié)點由 0 到 n-1 進行標記（圖4）。
展開 仿真技術與芯片并行，探討其不同部分的熱傳輸以及散熱效果
現(xiàn)今的芯片設計已經(jīng)達到億門級集成度，即便經(jīng)驗最豐富的設計工程師也無法憑手工完成。在芯片設計過程中，仿真驗證是十分重要的一個環(huán)節(jié)，以確保芯片在進入生產(chǎn)環(huán)節(jié)前能夠符合預期設計性能要求。而其中芯片的熱傳輸和散熱性能是至關重要的一點。
芯片散熱模擬
大多數(shù)功率半導體器件的結構都非常相似。這是一個熱模型示例，其中包含芯片、引腳、銅片等分立建模元件。
詳細熱模型（左下）和詳細芯片結構（右）
芯片的整體厚度為240 μm。這可以分成兩部分：芯片體，可以導熱但不散熱；較薄的芯片結點，可以導熱，并且當器件傳導電流時幫助芯片散熱。在芯片頂部，有5 μm的鋁層。這種芯片細節(jié)水平對于分析器件瞬態(tài)散熱非常重要。
由于芯片的非統(tǒng)一特性，工程師們無法立即了解芯片節(jié)點散熱時器件內(nèi)部的熱量的流動情況，或者器件的熱量隨時間上升的情況。然而通過模擬，可以給這些效果建模分析。
工程師們通過執(zhí)行多個持續(xù)時間不同的瞬態(tài)熱仿真，并觀察溫度上升和芯片內(nèi)的熱傳輸。
所有示例的起始溫度都是20 °C，仿真持續(xù)時間為1 μs、10 μs、100 μs和1 ms。芯片結點功耗均為1500 W，記錄芯片結點中心位置的溫度。
1 μs、10 μs、100 μs和1 ms后的溫度分布圖
仿真結果
1 μs后，溫度增加幅度很低。盡管芯片結點的功耗可能很高，但設備內(nèi)的總能耗仍然只有1.5 mW。
100 μs后，大約只有一半芯片厚度仍然保持起始溫度，且溫度相對較低，只有60.5 ℃。
1ms時，熱量開始向銅片頂部傳輸，且溫度接近器件的最高限值175 ℃。
進一步觀察，可以看到1ms之后，總熱量中只有不到1%通過銅片底部散出，甚至比通過器件周圍塑料部件傳輸?shù)臒崃窟€少。
芯片在1ms的持續(xù)時間內(nèi)，大部分熱傳輸和溫度變化都會發(fā)生在器件內(nèi)部，這時候散熱器對芯片的熱傳導是沒有任何效果的
展開 STAR-CCM+新一代并行多面網(wǎng)格劃分技術 附Star CCM+中文教程文檔下載
借助SimcenterSTAR-CCM + 2020.1中的下一代并行多面體網(wǎng)格劃分器，可以比以前更快地創(chuàng)建具有邊界層的高質量工業(yè)全多面體網(wǎng)格劃分。
1
效率
下圖展示了SimcenterSTAR-CCM + 2020.1中一組工業(yè)用例的多面網(wǎng)格劃分的劃分性能。生成的所有網(wǎng)格都是具有邊界層的高質量全多面體。現(xiàn)在，六千萬-七千萬網(wǎng)格的案例的劃分速度提高了30-45倍，而對于6700萬工業(yè)設備用網(wǎng)格，在256個內(nèi)核上，當前的記錄速度提高了44倍。對于這種情況，每分鐘創(chuàng)建620萬個網(wǎng)格，這意味著可以在不到11分鐘的時間內(nèi)創(chuàng)建完整的6700萬個高質量、帶有邊界層的工業(yè)級多面體網(wǎng)格，也不過是喝一杯咖啡的時間。
2
一致性
網(wǎng)格的一致性是仿真結果的關鍵，在新一代并行技術下在32/128/256 /…內(nèi)核上創(chuàng)建的網(wǎng)格與串行創(chuàng)建的網(wǎng)格結果非常相似，有很好的一致性。這在以下方面得到了證明：在一組17個工業(yè)案例中，與串行生成的網(wǎng)格數(shù)量相比，其中13個案例在不同的核數(shù)并行范圍內(nèi)生成的總網(wǎng)格數(shù)量差異小于0.1％，其余算例顯示網(wǎng)格變化小于0.9％。
下面的網(wǎng)格一致性示例是對直升機的空氣動力學進行模擬。由圖片和直方圖顯示的串行和128核的網(wǎng)格分布非常相似。
展開 Actran助力汽車全頻率段聲學響應預測與優(yōu)化
Actran是一款專業(yè)的聲學仿真求解軟件，被廣泛應用于汽車行業(yè)、工業(yè)機械行業(yè)及家用電器行業(yè)。Actran能夠模擬振動輻射噪聲、氣動噪聲等聲固耦合問題，幫助工程師了解其設計產(chǎn)品的聲學特征，并在設計初期指導改型工作。
產(chǎn)品介紹
1. 功能模塊
基礎模塊—Actran Acoustics. 支持求解對流場中的聲傳播問題，空腔聲學問題、外場聲輻射問題以及弱耦合的振動聲學問題
振動聲學分析模塊—Actran Vibro-Acoustics. 求解結構與聲場耦合的仿真問題
氣動聲學分析模塊—Actran Aero-Acoustics. 支持從Fluent、Star-CD、Star-CCM+、CFX、Powerflow等模擬結果中獲取流體聲源進而求解流體噪聲問題
快速氣動聲學分析模塊—Actran SNGR. 基于穩(wěn)態(tài)CFD結果進行流場時域數(shù)據(jù)重構和氣動噪聲的預測分析
聲學內(nèi)飾分析模塊—Actran for Trimmed body. 結合Actran物理模型和前處理得到的模態(tài)模型，解決包含全部內(nèi)飾件的整車系統(tǒng)的聲學仿真
間斷伽遼金技術分析模塊—Actran DGM. 使用非連續(xù)伽遼金法求解線性化的歐拉方程，支持單元階次的自適應，能夠解決大規(guī)模工程中的聲學仿真問題
渦輪機械噪聲分析模塊—Actran TM. 采用并行求解技術，能夠模擬大馬赫數(shù)、大幾何尺寸及形狀復雜的大模型，如航空發(fā)動機渦輪機械聲輻射問題
2.
展開 