ANSYS与NVIDIA合作推出商用GPU加速流体动力学求解器

正日前,ANSYS与NVIDIA携手开发出可显著加速大型多物理模型仿真的解决方案,合作推出商用GPU加速流体动力学求解器.用户现在可利用NVIDIA图形处理器(GPU)加速CFD仿真,同时能够快速处理复杂的大型仿真模型.在ANSYS Mechanical对GPU成功支持的基础之上,首次与FLUENT 15.0配套推出的商用GPU加速CFD仿真的求解器,能够拓宽ANSYS仿真产品系列对NVIDIA GPU的支持范围.     

遍览ANSYS 8.0新功能与新产品

在新推出的ANSYS8.0中,不但增加了高端的CFD模块,增强了多物理场耦合技术,并且在多柔体动力学、非线性能力、计算流体动力学、电磁、优化、数据接口、并行计算、协同设计仿真以及智力资源整合与管理等个方面也有出色的表现,为各行各业的分析设计人员提供了更加全面、强大、完善的产品功能和最丰富的解决方案。     

ANSYS发布旗舰产品新版本——ANSYS 15.0将促进结构、流体和电磁仿真前沿技术的发展

2013年12月4日,ANSYS（NASDAQ：ANSS）重磅推出ANSYS15．0．在结构、流体和电磁等领域,ANSYS15．0的仿真技术都有重要的进展,并且能满足工程多物理场仿真工作的需求．在结构领域中,ANSYS15．0能帮助用户更深入地洞察复合材料仿真;新的流体动力学求解功能使旋转机械的仿真更加精确;在电磁领域中,ANSYS15．0提供更全面的电机设计过程．     

PBS Professional与AcuConsole实现集成

2008年2月5日，Altair公司与ACUSIM软件公司宣布：集群、网格和按需计算软件PBS Professional和AcuConsole集成，成为了行业领先的流体动力学计算求解器解决方案。这个完善的解决方案中包含了一个集成在AcuConsole中的创新的“PBS按钮”，     

面向磁流体动力学方程组的异构众核全隐求解器研究

磁流体动力学方程组被广泛应用于受控核聚变装置托卡马克、天体物理、磁流体发电等问题的研究中,其往往具有非线性、多尺度、多物理等特征,大规模数值难度较大.目前国际上对不可压缩流体问题的大规模数值求解主要采用全隐或半隐方法,但都是在同构的超级计算机而不是目前主流的异构众核系统上进行计算.论文面向国产神威"太湖之光"超级计算机,开展面向磁流体动力学方程组的异构众核全隐求解器研究.针对Newton-Krylov这类全隐求解器,提出了面向申威26010众核处理器的异构众核并行算法,并对其核心函数开展了众核并行和优化.对核心函数稀疏矩阵向量乘采用Matrix Free的方法来提升性能,对稀疏三角求解采用基于几何信息的异构众核并行算法,针对其访存密集的特点提出了存储格式、数据读取与计算依赖分离、核间寄存器通信等多种优化方法,对非线性残差计算等stencil类计算及10多个向量函数进行了异构众核并行,该异构众核并行算法可被其它应用软件重用.论文采用二维磁场重联问题进行测试,实验结果表明16进程时加速比可达13.6倍,能够支持高分辨率长时间模拟,并准确捕捉磁场重联现象.另外整体并行扩展性已经达到53万核,强可扩展性并行效率达到了33.8%,弱可扩展性并行效率达到了80.7%.     

基于网格技术的并行搜索引擎

研究现有网格技术和搜索技术,分析并行搜索引擎的优点和不足,提出基于网格技术的并行搜索引擎解决方案,其中包含一个3层结构的应用框架和一个并行搜索引擎的应用方案。根据该方案实现并部署一个基于网格的并行搜索引擎——MSE1．0,获得了较好的检索结果。     

流体动力学问题的计算机仿真

本文介绍一个流体动力学的格子Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ并行仿真模型。我们用该模型仿真了流体动力学中的几个典型流体现象，利用计算机可视化技术该模型可动态显示流体的演化过程，可以很方便的用于分析各种流体力学现象。     

基于Isight的板簧式起落架参数优化北大核心

针对板簧式起落架设计过程中需要反复迭代与试验的问题,在Virtual.lab中建立了板簧式起落架参数化模型并进行motion求解器与mecano求解器耦合非线性仿真,通过试验验证了仿真的准确性。将仿真计算所得结果通过程序输入Isight中,Isight根据输入结果及NSGA-Ⅱ优化算法生成新的设计参数并返回Virtual.lab中,程序对Virtual.lab中的模型根据返回的设计参数进行更新和仿真计算,由此完成一轮迭代循环。经过反复迭代循环可以完成板簧式起落架参数优化。结果表明motion求解器与mecano求解器耦合非线性求解能较好的模拟板簧式起落架落震过程;NSGA-Ⅱ优化算法优化效果较为明显,优化后板簧式起落架质量减少了15.1%,效率增加了20.0%。     

基于FPGA的Jacobi迭代求解器研究

针对特定的数值算法进行硬件加速是当前体系结构的趋势之一。Jacobi迭代是典型的数值迭代算法,针对软件Jacobi迭代求解器性能慢,实时性差的缺点,在FPGA硬件平台上设计和实现了硬件Jacobi迭代求解器。求解器采用高度并行、流水的数据通路和优化的归约电路设计,充分利用了Jacobi迭代本身固有的并行性和FPGA的并发式结构,有效地提升求解器的性能。实验结果表明,Jacobi求解器具有良好的可扩展性和较高的计算性能。     

云计算环境下鱼群算法的研究

人工鱼群算法(AFSA)是一新型仿生优化算法,已成功地应用于求解很多组合优化难题。但人工鱼群算法对这些问题的求解主要是在集中式串行的环境下,而云计算环境下应用人工鱼群算法分布式并行对问题进行求解的研究很少。该文应用云计算技术将人工鱼群算法并行化,将人工鱼群算法和遗传算法融合,显著提高了算法求得全局最优解的能力。仿真实验取得了较好的结果。     

基于工作站机群并行求解有限元线性方程组

随着计算机高速网络技术的发展,工作站机群正在成为并行计算的主要平台.有限元线性方程组在土木工程结构分析中是最常见的问题.预处理共轭梯度法(PCGM)是求解线性方程组的迭代方法.对预处理共轭梯度法进行并行化并在两个不同的机群上实现,对存储方式进行详细分析,编程中采用了稀疏矩阵向量相乘的优化技术.数值结果表明,设计的并行算法具有良好的加速比和并行效率,说明并行计算能更快地求解大规模问题.     

网格中执行SLA的并行多群体协作PSO框架

针对广域范围内的计算资源加入粒子群优化(PSO)执行从而提高计算效率并降低计算成本,提出一个网格环境下执行SLA的并行多群体协作PSO框架(PMCF)。给出一个适应网格环境的并行多群体协作PSO(PMCPSO)算法,基于WS-Agreement研究了利用网格技术和PMCPSO算法设计PMCF,把一个元任务调度器用于无缝的资源发现、选取及协商服务质量,通过模拟试验对PMCF进行了评估。     

航天光学遥感器多单元并行实时通信仿真测试

设计了航天光学遥感器多单元并行实时通信仿真测试系统的体系结构及组成,阐述应用了航天光学遥感器内部多单元的通信机制与控制原理;提出了利用计算机检测与仿真技术结合,在通信控制电路基础上实现对相机内部单元并行的、实时的通信的新方法.通过对航天光学遥感器内部多单元实时通信原理分析和测试实验,以数理逻辑、信息技术和系统技术为基础,构造了航天光学遥感器内部多单元并行实时通信的半实物模型.应用高性能工业计算机与串行通信控制电路.以智能控制技术为指导搭建起仿真测试系统,经过测试实验证明,系统准确达到对航天光学遥感器内部多单元并行实时通信过程的仿真和检测要求,满足了对航天光学遥感器内部多单元运行状态长时间、高精度、高频率的实时监控.     

基于SystemC的SAT求解器设计

该文描述了可满足性问题(SAT)求解器的设计及性能。首先,基于DPLL算法设计了一个单核SAT求解器的SystemC模型。校准这个模型,使之与工作站级计算机的软件性能相匹配,结果发现通过不连续内存访问数可以准确地估计运行时间。接着,设计了一个多核SAT求解器模型,使之能共享学习短句。通过广泛地仿真,演示了这个方法的并行效率。针对DPLL算法并行化水平低时的性能退化问题,进行了算法改进,结果得到了明显的改善。     

具有服务质量支持的查询优化技术

很多应用程序需要访问网格环境中分布、异构的数据源,目前的查询优化技术并没有考虑网格环境中数据源的动态特征,导致数据访问质量较差。针对该问题,使用基于管道并行方式的分层管道树对多连接表达式进行优化,并在查询优化过程中考虑用户的QoS要求。仿真实验表明该方法有效,可以为不同类型的用户提供具有QoS支持的数据访问服务。     

并行多块结构重叠网格装配算法及应用

针对多块结构重叠网格并行装配的问题,设计了支持初始网格系统细分的多块结构重叠网格框架,并在此框架基础上提出了基于局部洞映射的并行挖洞算法、格心网格下可跨块寻点的并行搜索算法,使之可适应大规模并行数值模拟时的分布式计算环境。此算法被模块化的集成到了自主研发的大规模多块结构网格数值求解器（CCFD-MGMB）中,可支持大规模并行非定常多体分离数值模拟。并行测试结果表明,本文发展的算法具有良好的局部数据结构组织,数据可扩展性强。数值应用模拟结果表明了该算法的有效性及正确性,千核并行非定常数值计算效率（相对于64核）可达58%。     

ANSYS Automotive Solutions

正ANSYS汽车行业解决方案专为汽车的热、流体流量分析,结构分析和电磁分析而设计。ANSYS为汽车行业用户产品研发与优化提供能完全集成多物理场仿真软件工具的通用平台。其汽车解决方案涵盖的从部件级到系统级的综合全面的工程仿真解决方案套件,使用户几乎能访问汽车设计流程所需的任何领域的工程仿真。热和流体流量分析:如LED和电子元件的热管理,发动机建模和车辆空气动力学。结构分析:如刹车和轮胎的设计。电磁分析设计:如电动车/混合动力汽车的设计及EMC/EMI设计。     

CFD并行计算中的多区结构网格二次剖分方法与实现

在多区结构网格计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)并行模拟中,为了与并行计算资源相适应,经常需要对原始流场网格进行二次剖分与区块分组.在对区块分组和网格二次剖分进行了总结综述的基础上,重点提出针对多区结构网格二次剖分的两种策略:几何剖分和嵌套二分.基于这两种策略完成了剖分软件工具TH-MeshSplit,可实现初级方式、专业方式和专家方式3种运行方式,为用户在自动化与灵活性方面提供了多样化选择.数值实验结果表明,两种剖分策略及其实现软件可在较短时间内完成复杂的剖分,剖分后的网格在负载平衡性、计算通信比等方面具有更优的性能,从而为后续CFD流场的高效并行加速求解奠定了基础.     

3Ddevice:半导体器件及其辐照损伤效应仿真软件系统

本文介绍我们开发的一款适用于半导体器件及其辐照损伤效应定量模拟的三维并行仿真应用软件平台3Ddevice.该软件由中国科学院数学与系统科学研究院和中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心联合开发,能直接解算半导体器件的电学响应性质及其氧化物层在电离辐照下带电缺陷与界面态缺陷累积动力学过程,计算器件损伤后的电学响应偏移.我们已经实现器件电离辐照总剂量效应以及低剂量率增强效应定量模拟,模拟结果与实验数据吻合良好.软件采用C/S架构,分为本地客户端与远程计算端两大子系统.客户端由总控模块、前处理模块、通信模块以及后处理模块组成.总控模块主要的功能是求解器挂载、数值模拟流程搭建与管理.前处理模块主要功能是器件几何建模以及网格生成与优化.通信模块主要功能是求解器参数初始化与硬件系统状态监控.后处理模块主要功能是数值模拟结果可视化与数据分析.计算端基于三维并行自适应有限元平台~([1])(PHG)开发,目前包括半导体器件模拟器(DevSim),电离辐照损伤模拟器(TIDSim).上述求解器采用MPI通讯技术,支持大规模分布式并行,已实现十亿量级网格单元数的器件电离损伤及电学响应模拟.本文介绍的仿真软件系统是一个初级版本,将会得到持续开发更新,它的详细使用方法请参照并以软件使用说明书为准.     

并行应用程序中一些实用并行优化技术

在某个共享存储式对称多处理（SMP）并行计算机上实现了应用程序（二维弹塑性流体动力学程序）的并行化。该并行计算机系统仅支持对FORTRAN DO循环结构的并行化。文章结合并行机的高性能特征,组织了该程序主体模块的并行化计算,同时给出解决Cache问题的一个实用并行优化技术。数据结果表明：有比较好的加速比。