Altalr ultraFluldX是一款用于快速預(yù)測乘用車與商用車的空氣動力特性的仿真工具,同時也可用于建筑物環(huán)境空氣動力學(xué)的評估。這項基于格子玻爾茲曼方法的前沿技術(shù)在進(jìn)行了GPU優(yōu)化后更是突顯了無與倫比的性能優(yōu)勢。
一、產(chǎn)品亮點
基與LES清流模型的格子玻爾茲曼法(LBM)
集成強(qiáng)大的體積網(wǎng)格劃分,可快速更改設(shè)計
GPU顯卡加速以支持瞬態(tài)分析
為外部空氣動力學(xué)量身定制的解決方案
二、優(yōu)勢:使用ultraFluidX,可以在一臺服務(wù)器上進(jìn)行高保真度的瞬態(tài)空氣動力學(xué)模擬。
1、快速而易用的計算設(shè)置
嵌入在Altair Simulation平臺的Altair Virtual Wind Tunnel中,設(shè)置一個外流場空氣動力仿真變得十分便捷。針對不同的車型可快速建立相應(yīng)的模板,流程清晰,不容易出錯。
2、大程度降低前處理的投入
得益于格子波爾茲曼方法的“拖放”本質(zhì),求解器對面網(wǎng)格質(zhì)量的要求低,允許部件之同的干涉和穿透,支持全自動的網(wǎng)格生成,這一切都使得部件替換比在真實的風(fēng)洞中更容易實現(xiàn),評估上百個設(shè)計方案以滿足法規(guī)也變得可行。
3、更短的周轉(zhuǎn)時間:一晚得到計算結(jié)果
格子玻爾茲曼方法適用于大規(guī)模并行計算架構(gòu)。比如GPU,為實現(xiàn)前所未有的周轉(zhuǎn)時間提供了舞臺。采用先進(jìn)技術(shù)的GPU優(yōu)化算法,在單個服務(wù)器上運行一個晚上得到計算結(jié)果變成了可能,同時能提供高精度的瞬態(tài)LES空氣動力學(xué)仿真結(jié)果。
4、顯著的成本節(jié)省
相比于基于GPU的ultraFluidX,傳統(tǒng)的仿真方法需要上千個CPU核心才能達(dá)到相同等級的周轉(zhuǎn)時間。基于GPU的解決方案在減少硬件和電費成本的同時提升了計算性能。
5、瞬態(tài)計算
鈍體空氣動力學(xué),特別是汽車空氣動力學(xué),在本質(zhì)上是高度非定常的物理現(xiàn)象。采用ultraFluidX可在合理的時間內(nèi)實現(xiàn)高分辨率的瞬態(tài)LES仿真,不再需要以犧牲捕捉瞬態(tài)物理現(xiàn)象為代價而選擇穩(wěn)態(tài)分析。

三、工業(yè)應(yīng)用:ultraFluidX專為高分辨率的外部空氣動力學(xué)研究而量身定制
1、在各種運行條件下的地面乘用車輛
可以仿真車輛的氣動力以及氣動力矩(例如:阻力、升力、側(cè)傾力矩、俯仰力矩、偏轉(zhuǎn)力矩),并可以研究三維的瞬態(tài)流場,以了解車輛的空氣動力學(xué)特性。進(jìn)行CFD分析的目標(biāo)包括最小化空氣阻力以減少燃料消耗,以及平衡前后升力以及側(cè)向力以提高駕駛穩(wěn)定性。
2、個人用戶應(yīng)用
ultraFluidX可應(yīng)用于研究不同設(shè)計的瞬態(tài)流場,如分析大型風(fēng)洞中的建筑物和整個城市,或研究局部設(shè)計變化對氣動性能的影響,如評估局部小尺度幾何變化對足球飛行軌跡的影響。
四、功能
ultraFluidX可以為您帶來更快的預(yù)處理、先進(jìn)的GPU技術(shù)、短的模擬時間以及直觀的計算結(jié)果后處理。
1、模型準(zhǔn)備
ultraFluidX是Altalr Slmulation平臺的一部分,因此使用Altair HyperMesh可以有效地解決模型預(yù)處理的挑戰(zhàn)。Altair市場領(lǐng)頭的預(yù)處理器囊括為空氣動力學(xué)建模而專門開發(fā)的高度自動化功能,如自動填充間隙、孔填充以及高精度的表面網(wǎng)格劃分。
2、GPU計算
相對于更繁瑣的CPU而言,GPU計算可提供效果顯著的性能優(yōu)勢以及功耗降低。科學(xué)和工程計算領(lǐng)域的GPU革命正在迅速開展,ultraFluidX正是利用這項技術(shù)的先驅(qū)商業(yè)軟件之一,它為產(chǎn)品的開發(fā)速度帶來了顯著的提升。
3、結(jié)果分析
瞬態(tài)空氣動力學(xué)分析通常產(chǎn)生大量的結(jié)果數(shù)據(jù),需要對其進(jìn)行后處理以便于產(chǎn)品的研發(fā)改進(jìn)。Altair強(qiáng)大的客戶端-服務(wù)器并行架構(gòu),其支持交互式CFD后處理。即便畫對大型數(shù)據(jù)集,也可以輕松實現(xiàn)自動生成報告可以及定制后處理結(jié)果模板。
4、硬件要求
ultraFluidX團(tuán)隊推薦使用NVIDIA Tesla V100,P100 GPU處理器,它們是完善的GPU卡及科學(xué)計算的核心。而ultraFluidX已在其上進(jìn)行了測試。