整機(jī)數(shù)值模擬的案例
螺栓失效的熱力耦合疲勞仿真分析
風(fēng)險(xiǎn)及位置
整機(jī)數(shù)值模擬計(jì)算最大位移、墊片應(yīng)力、接觸面應(yīng)力、螺栓應(yīng)力
△圖6：整機(jī)數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果
5、實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析
采用電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)、光學(xué)顯微鏡、壓力傳感器、力矩扳手等實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器進(jìn)行螺栓側(cè)向位移載荷螺栓松動(dòng)實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行3D形貌分析、剩余軸向力分析、擰松力矩分析。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)360度整機(jī)數(shù)值模擬——超算助力工業(yè)仿真邁向系統(tǒng)級(jí)高保真時(shí)代
背景
數(shù)值模擬已廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和研制領(lǐng)域，數(shù)值模擬技術(shù)的應(yīng)用可以有效地提高設(shè)計(jì)精度，減少實(shí)驗(yàn)迭代次數(shù)和開(kāi)發(fā)成本，縮短開(kāi)發(fā)周期，提高研究效率和質(zhì)量。
目前在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，部件級(jí)仿真技術(shù)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展已經(jīng)非常成熟，有效促進(jìn)了航發(fā)部件的設(shè)計(jì)。然而時(shí)至今日，航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的仿真依舊面臨較大挑戰(zhàn)。
首先整個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)包含風(fēng)扇、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪等多個(gè)部件，使得整機(jī)仿真對(duì)網(wǎng)格和計(jì)算規(guī)模的要求遠(yuǎn)超以往；其次，部件復(fù)雜幾何、高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及無(wú)處不在的多尺度流動(dòng)，對(duì)網(wǎng)格功能與性能提出苛刻的要求；第三，核心能量轉(zhuǎn)化部件燃燒室內(nèi)多相、噴霧、燃燒、傳熱、聲學(xué)等多物理化學(xué)過(guò)程強(qiáng)烈耦合，給求解器開(kāi)發(fā)帶來(lái)極大難度。最后，上述三點(diǎn)導(dǎo)致航發(fā)仿真求解器在大規(guī)模并行時(shí)難以獲得令人滿意的并行效率，從而無(wú)法真正利用超級(jí)計(jì)算機(jī)資源。
應(yīng)用概述
我們開(kāi)創(chuàng)性地在“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)上基于swOpenFoam完成發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)模擬。如圖1所示，目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)由2個(gè)軸、2級(jí)風(fēng)扇、10級(jí)壓氣機(jī)、一個(gè)短環(huán)形燃燒室，和7級(jí)渦輪組成。
網(wǎng)格總量在業(yè)界首次達(dá)到
50億
，
并行規(guī)模達(dá)到
65336個(gè)MPI進(jìn)程
，
強(qiáng)擴(kuò)展性測(cè)試中66560核相對(duì)8320核
并行效率保持在80%以上
。在“神威·太湖之光”上投入的
總核數(shù)為400萬(wàn)核
，持續(xù)運(yùn)算性能高達(dá)
1384 DP-GFLOP/s
。
圖1 目標(biāo)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)模型
挑戰(zhàn)
1
航空發(fā)動(dòng)機(jī)仿真并行規(guī)模和問(wèn)題規(guī)模難以增長(zhǎng)
航空發(fā)動(dòng)機(jī)仿真并行規(guī)模和問(wèn)題規(guī)模難以增長(zhǎng)有多方面的原因。
展開(kāi) 技術(shù)分享︱航空發(fā)動(dòng)機(jī)360度整機(jī)數(shù)值模擬——超算助力工業(yè)仿真邁向系統(tǒng)級(jí)高保真時(shí)代
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</figure>
</figure><p><br></p><h2> 一、背景 </h2><p> 數(shù)值模擬已廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和研制領(lǐng)域，數(shù)值模擬技術(shù)的應(yīng)用可以有效地提高設(shè)計(jì)精度，減少實(shí)驗(yàn)迭代次數(shù)和開(kāi)發(fā)成本，縮短開(kāi)發(fā)周期，提高研究效率和質(zhì)量。</p><p> 目前在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，部件級(jí)仿真技術(shù)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展已經(jīng)非常成熟，有效促進(jìn)了航發(fā)部件的設(shè)計(jì)。然而時(shí)至今日，航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的仿真依舊面臨較大挑戰(zhàn)。</p><p> 首先整個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)包含風(fēng)扇、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪等多個(gè)部件，使得整機(jī)仿真對(duì)網(wǎng)格和計(jì)算規(guī)模的要求遠(yuǎn)超以往；其次，部件復(fù)雜幾何、高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及無(wú)處不在的多尺度流動(dòng)，對(duì)網(wǎng)格功能與性能提出苛刻的要求；第三，核心能量轉(zhuǎn)化部件燃燒室內(nèi)多相、噴霧、燃燒、傳熱、聲學(xué)等多物理化學(xué)過(guò)程強(qiáng)烈耦合，給求解器開(kāi)發(fā)帶來(lái)極大難度。最后，上述三點(diǎn)導(dǎo)致航發(fā)仿真求解器在大規(guī)模并行時(shí)難以獲得令人滿意的并行效率，從而無(wú)法真正利用超級(jí)計(jì)算機(jī)資源。</p><h2> 二、應(yīng)用概述</h2><p> 我們開(kāi)創(chuàng)性地在“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)上基于swOpenFoam完成發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)模擬。如圖1所示，目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)由2個(gè)軸、2級(jí)風(fēng)扇、10級(jí)壓氣機(jī)、一個(gè)短環(huán)形燃燒室，和7級(jí)渦輪組成。
展開(kāi) 兩機(jī)仿真丨航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件、整機(jī)級(jí)三維數(shù)值仿真技術(shù)詳解
引入人工智能技術(shù)，一方面，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)物理規(guī)律和機(jī)器學(xué)習(xí)方法，獲取融合多系統(tǒng)特征的發(fā)動(dòng)機(jī)降階模型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行多學(xué)科耦合仿真，可實(shí)現(xiàn)高效率求解、獲得高精度數(shù)值解，拓展仿真應(yīng)用技術(shù)的邊界；另一方面，利用知識(shí)計(jì)算技術(shù)，引入試驗(yàn)、裝配及使用數(shù)據(jù)特性因子，構(gòu)建適合航空發(fā)動(dòng)機(jī)全流程仿真的統(tǒng)一權(quán)威真相源，提高模型的應(yīng)用范圍和仿真的可信度，若進(jìn)一步與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)合，可構(gòu)建高保真發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)字孿生體，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)實(shí)時(shí)仿真，并提供獨(dú)特且有價(jià)值的可視化展示。
部件／ 整機(jī)級(jí)／ 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)一體化全三維高保真仿真
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，E級(jí)（Exascale）計(jì)算機(jī)于近年投入使用，其超大
規(guī)模的計(jì)算資源和對(duì)復(fù)雜模型的分析能力將給航空發(fā)動(dòng)機(jī)仿真帶來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇，目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)仿真中存在的因計(jì)算能力不足無(wú)法開(kāi)展的問(wèn)題將可能得到完美解決。
對(duì)于全發(fā)動(dòng)機(jī)湍流燃燒及整機(jī)進(jìn)排氣耦合模擬，當(dāng)前普遍采用RANS方法降低部分網(wǎng)格量進(jìn)行典型狀態(tài)的差量計(jì)算，但對(duì)于渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)非設(shè)計(jì)狀態(tài)的非定常仿真，包含全環(huán)旋轉(zhuǎn)部件、二次流、燃燒化學(xué)和耦合熱傳導(dǎo)等復(fù)雜幾何和復(fù)雜流動(dòng)現(xiàn)象，必須保證網(wǎng)格數(shù)量，其計(jì)算量無(wú)疑是巨大的。例如渦輪葉片的壽命預(yù)測(cè)是一個(gè)典型的多學(xué)科問(wèn)題，要求模擬外部空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題、冷卻通道流動(dòng)、熱傳導(dǎo)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和壽命預(yù)測(cè)，葉片故障通常由局部現(xiàn)象主導(dǎo)，因而高保真度仿真將會(huì)是提高壽命分析可靠性的基本因素，實(shí)際的分析只能采用高低保真度模型混合的方法，結(jié)果偏差較大。Burdet和Abhari估計(jì)準(zhǔn)確模擬膜冷卻渦輪葉片所需要的網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)在5000萬(wàn)到1億個(gè)。
展開(kāi) 
CFD數(shù)值仿真分析：進(jìn)氣道+無(wú)人機(jī)整機(jī)分析+軸流泵+旋轉(zhuǎn)機(jī)械被動(dòng)計(jì)算
本人可以提供整機(jī)低速不可壓、亞音速、超音速飛機(jī)整機(jī)氣動(dòng)計(jì)算，飛機(jī)進(jìn)氣道相關(guān)數(shù)值仿真分析進(jìn)氣道的總壓恢復(fù)系數(shù)、畸變等；同時(shí)可以提供旋轉(zhuǎn)機(jī)械流體計(jì)算分析：1 給定轉(zhuǎn)速求進(jìn)出口壓差及流場(chǎng) 2 給定相關(guān)參數(shù)被動(dòng)計(jì)算轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（FLUENT 6dof+交界面法，后期會(huì)以視頻形式給出）；以下為本人相關(guān)工作：
圖1 進(jìn)氣道半模模型結(jié)構(gòu)網(wǎng)格
圖2 0.3Ma下進(jìn)氣道速度云圖
圖3 軸流泵pro/e模型
喜報(bào)｜神工坊榮獲“智匯姑蘇”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽城市邀請(qǐng)賽二等獎(jiǎng)！
核心技術(shù)為歷時(shí)8年、投入數(shù)千萬(wàn)元、在先進(jìn)超級(jí)計(jì)算平臺(tái)上研發(fā)的，面向工程仿真的高性能計(jì)算技術(shù)——高性能數(shù)值模擬框架。基于該框架，實(shí)現(xiàn)了航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)數(shù)值模擬等多個(gè)系統(tǒng)級(jí)高保真數(shù)值模擬應(yīng)用，并行規(guī)模達(dá)到100萬(wàn)核心，分辨率達(dá)到10億網(wǎng)格級(jí)別，填補(bǔ)了市場(chǎng)空白。同時(shí)該框架具有低代碼開(kāi)發(fā)能力，可以面向復(fù)雜裝備、中小企業(yè)專用場(chǎng)景快速開(kāi)發(fā)定制仿真應(yīng)用。
現(xiàn)場(chǎng)，神工坊項(xiàng)目吸引了不少投資人的關(guān)注，投資人就項(xiàng)目的商業(yè)模式、核心技術(shù)，與任虎先生進(jìn)行了深入交流。最終， 經(jīng)過(guò)激烈的路演答辯以及項(xiàng)目角逐，神工坊 榮獲二等獎(jiǎng) 。
“智匯姑蘇”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽城市邀請(qǐng)賽
據(jù)悉，近年來(lái)，蘇州姑蘇區(qū)深入推進(jìn)“產(chǎn)城人”融合發(fā)展，立足自身資源稟賦，持續(xù)打造人才、項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)、資本集聚平臺(tái)。 “智匯姑蘇”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽城市邀請(qǐng)賽作為特色賽事，已舉辦超過(guò)十屆。
第十一屆“智慧姑蘇”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽城市邀請(qǐng)賽以“智匯姑蘇·創(chuàng)贏未來(lái)”為主題，堅(jiān)持“中心+”“文化+”“數(shù)字+”，聚焦“1+2”產(chǎn)業(yè)體系，通過(guò)路演競(jìng)賽、企業(yè)參觀等形式，吸引人才和投資，打造近悅遠(yuǎn)來(lái)的“人才友好型城市”，助力追夢(mèng)青年在姑蘇古城成就未來(lái)、共赴精彩。
本次獲獎(jiǎng)的背后，是神工坊團(tuán)隊(duì)持續(xù)投入研發(fā)、積累市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，逐步完善自身技術(shù)體系，以及全力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化的決心和行動(dòng)。這份榮譽(yù)不僅是對(duì)團(tuán)隊(duì)過(guò)往努力的肯定，也是對(duì)未來(lái)發(fā)展?jié)摿Φ挠辛ψC明。
未來(lái)，神工坊將始終秉持“仿真驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新，計(jì)算引領(lǐng)未來(lái)”的核心理念，堅(jiān)持研發(fā)創(chuàng)新，打造產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，為推動(dòng)我國(guó)工業(yè)仿真技術(shù)的跨越式發(fā)展，以及重大裝備研制創(chuàng)新和工業(yè)設(shè)計(jì)研發(fā)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供有力支撐。
展開(kāi) 學(xué)習(xí)記錄——Workbench含斜拉索&橋梁&小車行駛過(guò)程數(shù)值模擬
駛過(guò)程數(shù)值模擬
駛過(guò)程數(shù)值模擬
今天學(xué)習(xí)的案例是Workbench含斜拉索&橋梁&小車行駛過(guò)程數(shù)值模擬。難點(diǎn)是小車行駛過(guò)程中整車產(chǎn)生的重力引起的輪胎變形的不同等效形式和復(fù)雜時(shí)域載荷如何施加到系統(tǒng)模型當(dāng)中。
本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。
1.前處理
1.1幾何模型系統(tǒng)的構(gòu)建
導(dǎo)入模型如圖所示。
1.2材料模型系統(tǒng)的構(gòu)建
密度：7850
楊氏模量：210e9
泊松比：0.3
1.3有限元模型系統(tǒng)的構(gòu)建
1.3.1材料賦予
1.3.2連接關(guān)系：轉(zhuǎn)動(dòng)、固定和移動(dòng)
1.3.3網(wǎng)格劃分
2.求解
2.1載荷邊界條件
轉(zhuǎn)動(dòng)副
2.2位移邊界條件
2.3求解設(shè)定
時(shí)間0.1s，初始步數(shù)25，最小步數(shù)20，最大步數(shù)250，打開(kāi)大變形。
下面是本案例的思維導(dǎo)圖。
展開(kāi) 專家解答 | GMS地下水數(shù)值模擬、地面沉降數(shù)值模擬實(shí)踐技術(shù)應(yīng)用與案例分析
通過(guò)對(duì)案例模型的實(shí)操?gòu)?qiáng)化培訓(xùn)，不僅使學(xué)員掌握地下水數(shù)值模擬軟件GMS10.1的全過(guò)程實(shí)際操作技術(shù)的基本技能，而且可以深刻理解模擬過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以解決實(shí)際問(wèn)題能力。同時(shí)為滿足環(huán)評(píng)從業(yè)人員進(jìn)一步加強(qiáng)地下水數(shù)值模擬以解決《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則－地下水環(huán)境》（HJ 610－2016）實(shí)施過(guò)程中的困難。
培訓(xùn)目標(biāo)：
1.掌握GMS的建模流程，包括三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)建模、直接建模及概念模型建模，熟悉軟件的基本操作。
2.掌握GMS基本模塊TIN、Solids、Modflow2000/2005、MT3DMS、MODPATH、PEST、SEAWAT在模擬地下水流動(dòng)、地下水溶質(zhì)運(yùn)移、質(zhì)點(diǎn)運(yùn)移和海水入侵模塊的應(yīng)用過(guò)程。
3.掌握GMS模型輸出數(shù)據(jù)的處理，相關(guān)圖件的編制和模擬結(jié)果的三維可視化展示。
4.能夠利用數(shù)值模型進(jìn)行均衡計(jì)算和地下水資源量評(píng)價(jià)。
5.領(lǐng)會(huì)最新地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)導(dǎo)則（HJ 610-2016），掌握地下水環(huán)評(píng)報(bào)告的撰寫(xiě)提綱和撰寫(xiě)要點(diǎn)。
6.通過(guò)手把手的5個(gè)實(shí)例操作指導(dǎo)和面對(duì)面討論交流，使學(xué)員能夠全流程掌握數(shù)值模擬方法，并能夠?qū)?em>模擬中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行快速診斷處理。（請(qǐng)?zhí)崆芭渲脤W(xué)習(xí)所需軟件環(huán)境，所需自備）
課程內(nèi)容詳情
學(xué)時(shí)與證書(shū)頒發(fā)：
參加會(huì)議的學(xué)員可以獲得《地下水建模及環(huán)評(píng)技術(shù)應(yīng)用》專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)證書(shū)及學(xué)時(shí)證明，上網(wǎng)可查。
展開(kāi) 【降落傘數(shù)值模擬】超音速降落傘流固耦合數(shù)值模擬
可利用XFlow軟件模擬流體運(yùn)動(dòng)，Abaqus軟件模擬降落傘的受力和運(yùn)動(dòng)，兩者結(jié)合來(lái)模擬真實(shí)情況下超音速降落傘的流固耦合運(yùn)動(dòng)。 下圖為數(shù)值模擬結(jié)果。
（1）當(dāng)馬赫數(shù)為1.5時(shí)，超音速降落傘流固耦合數(shù)值模擬渦量變化結(jié)果：
（2）當(dāng)馬赫數(shù)為0.3時(shí)，超音速降落傘流固耦合模擬結(jié)果流場(chǎng)變化結(jié)果：
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【數(shù)值模擬】基于CEL方法的戰(zhàn)斗部動(dòng)爆對(duì)建筑目標(biāo)毀傷效果數(shù)值模擬
在此借助強(qiáng)大的工程模擬軟件—Abaqus，采用了CEL（Coupled Eulerian-Lagrangian）方法，對(duì)相關(guān)案例進(jìn)行了深入的數(shù)值模擬研究。
CEL方法描述
CEL 即耦合的歐拉-拉格朗日方法。這種方法結(jié)合了歐拉方法和拉格朗日方法的優(yōu)點(diǎn)，既可以處理大變形問(wèn)題，又可以精確模擬物質(zhì)的流動(dòng)和混合。在爆炸、沖擊等極端條件下，CEL 方法能夠有效地模擬物質(zhì)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和毀傷過(guò)程。
戰(zhàn)斗部動(dòng)爆是指戰(zhàn)斗部在高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下發(fā)生的爆炸現(xiàn)象。這種爆炸產(chǎn)生的沖擊波具有瞬間、高壓、高速等特點(diǎn)，能夠?qū)χ車h(huán)境中的建筑物和人員造成嚴(yán)重的破壞和傷害。通過(guò) CEL 方法的數(shù)值模擬，可以清晰地看到建筑物在沖擊波作用下的變形、破裂和崩塌過(guò)程。
建立模型
建立典型建筑物目標(biāo)及彈藥幾何模型，樓房為全模型，高度約為14.6 m，示意如圖 1 所示。彈體簡(jiǎn)化為殼體和炸藥(紅色填充物)兩部分，如圖 2 所示。導(dǎo)彈末端速度設(shè)置為100m/s。為方便查看，隱去了空氣域模型。由于爆炸點(diǎn)距離地面較遠(yuǎn)，因此將地面看作剛體以簡(jiǎn)化計(jì)算流程，設(shè)定戰(zhàn)斗部與建筑物墻體碰撞后引爆。
圖1 建筑物幾何模型
圖2 彈體幾何模型
混凝土損傷塑性模型
炸藥采用JWL狀態(tài)方程描述，戰(zhàn)斗部殼體參數(shù)參考了常見(jiàn)戰(zhàn)斗部材料公開(kāi)數(shù)據(jù)，混凝土采用常見(jiàn)的混凝土損傷塑性模型(CDP)，強(qiáng)度選擇C30標(biāo)準(zhǔn)。CDP模型是通過(guò)將各向同性下?lián)p傷彈性與拉伸和壓縮塑性相結(jié)合的方式來(lái)對(duì)混凝土的非彈性行為進(jìn)行描述的，同時(shí)考慮了由于拉、壓塑性應(yīng)變導(dǎo)致的彈性剛度的退化，可用于模擬混凝土在任意荷載作用下的受力及破壞情況。
展開(kāi) 【CFD數(shù)值模擬算例】水面浮體（浮式風(fēng)電塔）與波浪的流固耦合動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬
2、波浪模擬
使用譜分析方法或其他波浪生成技術(shù)，模擬實(shí)際海洋環(huán)境中的波浪。
調(diào)整波浪參數(shù)，如波高、波長(zhǎng)、周期等，以匹配實(shí)際條件。
3、流固耦合分析
設(shè)置浮體與流體之間的交互邊界條件。這通常涉及到動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，以適應(yīng)浮體的運(yùn)動(dòng)。
應(yīng)用合適的數(shù)值方法，如有限元法(FEM)或有限體積法(FVM)，解決流固耦合方程。
4、動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算
求解浮體的運(yùn)動(dòng)方程，得到其位置、速度和加速度隨時(shí)間的變化。
分析浮體的動(dòng)力響應(yīng)，包括振幅、頻率和響應(yīng)譜等。
5、結(jié)果可視化與驗(yàn)證
使用可視化工具，展示浮體的運(yùn)動(dòng)軌跡、波浪形態(tài)和流體動(dòng)力變化。
通過(guò)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或其他可靠來(lái)源的對(duì)比，驗(yàn)證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。
6、參數(shù)化與優(yōu)化
改變浮體的幾何參數(shù)、材料屬性或運(yùn)行條件，觀察其對(duì)動(dòng)力響應(yīng)的影響。
基于數(shù)值模擬結(jié)果，提出浮式風(fēng)電塔設(shè)計(jì)的優(yōu)化建議。
7、模擬報(bào)告與文檔
編寫(xiě)詳細(xì)的模擬報(bào)告，記錄模型設(shè)置、方法、結(jié)果和結(jié)論。
整理相關(guān)的文檔和腳本，確保模擬過(guò)程可重復(fù)和可追溯。
通過(guò)這些步驟，可以對(duì)水面浮體（如浮式風(fēng)電塔）與波浪的流固耦合動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)值模擬，以支持工程設(shè)計(jì)和決策。
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展開(kāi) 中國(guó)網(wǎng)對(duì)話神工坊創(chuàng)始人任虎： 先進(jìn)計(jì)算技術(shù)賦能，領(lǐng)跑自主CAE新時(shí)代
我們開(kāi)發(fā)了基于超級(jí)計(jì)算機(jī)的高性能數(shù)值模擬框架。依托該框架，我們實(shí)現(xiàn)了航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)數(shù)值模擬等多個(gè)系統(tǒng)級(jí)高保真數(shù)值模擬應(yīng)用，并行規(guī)模達(dá)到100萬(wàn)核心，分辨率達(dá)到10億網(wǎng)格級(jí)別，填補(bǔ)了市場(chǎng)空白。”談及團(tuán)隊(duì)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，任虎強(qiáng)調(diào)神工坊技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐，基于高性能數(shù)值模擬框架，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)更大規(guī)模、更快速度的垂直應(yīng)用研發(fā)，并且能夠自動(dòng)獲得高性能計(jì)算和AI加速能力。通過(guò)神工坊高性能仿真平臺(tái)，我們可以幫助自研仿真應(yīng)用面向全行業(yè)進(jìn)行在線推廣。
采訪中，任虎進(jìn)一步向記者闡述了神工坊未來(lái)五年的發(fā)展藍(lán)圖。他表示“目前，我們已具備了扎實(shí)的技術(shù)積累，但產(chǎn)品仍需進(jìn)一步精細(xì)化打磨，尤其是針對(duì)高端和長(zhǎng)尾的市場(chǎng)需求。在接下來(lái)的兩年內(nèi)，我們計(jì)劃對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行深度完善，以適應(yīng)更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。未來(lái)5年，我們將穩(wěn)扎穩(wěn)打，一步一個(gè)腳印，以先進(jìn)計(jì)算技術(shù)為核心，構(gòu)建下一代CAE平臺(tái)，為工業(yè)軟件的發(fā)展注入澎湃動(dòng)力。”
受訪人：任虎
神工坊創(chuàng)始人&CEO
◎ 西北工業(yè)大學(xué)工程力學(xué)本碩、清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系博士、高級(jí)工程師
◎ 無(wú)錫超算先進(jìn)制造部部長(zhǎng)、工程仿真生態(tài)負(fù)責(zé)人
◎ 牽頭或參與5項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題、國(guó)家“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工程”項(xiàng)目及若干江蘇省重點(diǎn)科技計(jì)劃
◎ 獲得國(guó)家一級(jí)學(xué)會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，無(wú)錫市“百名科技之星”等多項(xiàng)榮譽(yù)
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神工坊團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)的“多學(xué)科優(yōu)化并行工作流構(gòu)建及超算移植加速”課題，依托自主研發(fā)的高性能多域多物理場(chǎng)數(shù)值模擬框架，深入研究多學(xué)科聯(lián)合優(yōu)化計(jì)算過(guò)程中的性能熱點(diǎn)，從多個(gè)層面提煉眾核加速共性算法，實(shí)現(xiàn)多種異構(gòu)超算平臺(tái)上的多學(xué)科優(yōu)化軟件適配與維護(hù)。
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神工坊再獲“國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃”支持
2商業(yè)軟件適配優(yōu)化
企業(yè)突發(fā)緊急任務(wù)，神工坊團(tuán)隊(duì)在最先進(jìn)硬件上對(duì)所使用的商業(yè)軟件進(jìn)行適配優(yōu)化，使其性能相對(duì)原來(lái)提升10倍，為企業(yè)有效保障了任務(wù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)。
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3某燃燒模擬程序
某航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)，需要完成航空發(fā)動(dòng)機(jī)全環(huán)燃燒模擬，網(wǎng)格數(shù)達(dá)到億級(jí)，并行規(guī)模達(dá)到萬(wàn)級(jí)，但是目前使用的軟件無(wú)法支持。
通過(guò)對(duì)軟件架構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和并行算法等多方面的改造，最終實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格規(guī)模和并行規(guī)模提升超2個(gè)量級(jí)，達(dá)到10億網(wǎng)格和100萬(wàn)核心。
4航發(fā)整機(jī)全流道數(shù)值模擬
航發(fā)多級(jí)風(fēng)扇、壓氣機(jī)和燃燒室是典型的多域多物理問(wèn)題，神工團(tuán)隊(duì)采用優(yōu)化的滑移耦合器，使得并行幾何匹配和數(shù)據(jù)傳遞時(shí)間縮短65倍以上。
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5無(wú)人機(jī)仿真應(yīng)用定制
某無(wú)人機(jī)制造商擬定制一款仿真軟件，神工坊依托自主研發(fā)的仿真定制框架和高性能計(jì)算技術(shù)，針對(duì)用戶在復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)、復(fù)雜環(huán)境評(píng)估等場(chǎng)景下的特定仿真需求，打造出一款高度易用、高效求解、精確可靠的無(wú)人機(jī)仿真App。
展開(kāi) 學(xué)習(xí)記錄——Workbench盤(pán)式制動(dòng)器系統(tǒng)瞬態(tài)動(dòng)力
學(xué)評(píng)估
駛過(guò)程數(shù)值模擬
駛過(guò)程數(shù)值模擬
今天學(xué)習(xí)的案例是Workbench盤(pán)式制動(dòng)器系統(tǒng)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)評(píng)估。難點(diǎn)是能量的輸入和輸出決定的是什么和當(dāng)出現(xiàn)不合理的結(jié)果以后如何思考。
本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。
1.前處理
1.1幾何模型系統(tǒng)的構(gòu)建
導(dǎo)入模型如圖所示。
1.2材料模型系統(tǒng)的構(gòu)建
密度：980
楊氏模量：110e9
泊松比：0.3
1.3有限元模型系統(tǒng)的構(gòu)建
1.3.1材料賦予
1.3.2連接關(guān)系：轉(zhuǎn)動(dòng)、固定和移動(dòng)
1.3.3網(wǎng)格劃分
2.求解
2.1載荷邊界條件
轉(zhuǎn)動(dòng)副
2.2位移邊界條件
2.3求解設(shè)定
時(shí)間0.1s，初始步數(shù)25，最小步數(shù)20，最大步數(shù)250，打開(kāi)大變形。
下面是本案例的思維導(dǎo)圖。
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