Требования к моделированию внешней аэродинамики автомобиля включают высокую точность результатов, которые необходимо получить за сравнительно короткое время. Поскольку речь идет о работе с большой и сложной геометрией, и, соответственно, большой расчетной области (домене), то время, затрачиваемое на препроцессинг и вычисления, имеет ключевое значение.

Компания Ansys достигла заметного прогресса в ускорении препроцессинга и вычислений для задач такого типа. В программу Ansys Fluent добавлены новые инструменты и возможности, позволяющие создавать высококачественную сетку быстро и эффективно:

• Сценарно-диалоговые рабочие процессы для подготовки геометрии – как «чистой», так и содержащей дефекты.
• Возможности автоматизации и кастомизации.
• Новые типы сеточной топологии.
• Хорошая масштабируемость распараллеливания.

Кроме того, при разработке каждой новой версии Fluent компания Ansys проделывает значительную работу в области высокопроизводительных вычислений (HPC), чтобы сократить время, необходимое для получения надежных результатов моделирования.

Ускорение препроцессинга

Fluent содержит два различных сценария, которые помогают ускорить работу по созданию сетки с помощью удобного интерфейса: watertight geometry workflow для «герметичной» геометрии и fault-tolerant meshing workflow для геометрии с дефектами. Оба сценария предлагают широкий набор настроек и опций, который также может быть кастомизирован.

При разработке каждого из них учитывались лучшие практики для формирования значений по умолчанию. Опытные пользователи могут применять дополнительные настройки, установив соответствующий флажок. Автоматизация процесса осуществляется с помощью журналирования на основе языка Python.

Fluent также предлагает новую топологию сетки, известную как Mosaic Poly-Hexcore. Технология Mosaic обеспечивает многогранные связи между разнородными типами сеток. Ansys – первая компания, использующая эту технологию. Технология Mosaic Poly-Hexcore представляет собой комбинацию гексаэдрических, изотропных полиэдрических элементов и мозаичных полиэдрических элементов.

Поскольку сетка в ядре течения создается с использованием шестигранных элементов, в ней получается меньшее количество граней при аналогичном количестве элементов. Это обеспечивает снижение времени вычислений с меньшими требованиями к памяти и месту на жестком диске.

Процесс создания сетки можно ускорить, используя возможности параллельных вычислений Fluent. Fluent обладает возможностью генерировать 10 миллионов ячеек в минуту при работе на 256 ядрах.

Сокращение времени вычислений с использованием HPC 

Ansys разрабатывает улучшения HPC для каждой новой версии Fluent, позволяющие выполнять быстрые и точные моделирования. Одна из важных областей развития связана с задачами, в которых используется скользящая сетка, например, при определении аэродинамического сопротивления автомобиля с вращающимися колесами, вычислении потерь мощности в зубчатых передачах, аэроакустики автомобильного вентилятора.

Задачи со скользящими сетками обычно характеризуются низкой эффективностью в области распараллеливания. Ansys стремится устранить проблемы, связанные с распараллеливанием задач со сложными моделями Так, был исправлен алгоритм определения пересечений, снижены затраты вычислительных ресурсов на обновление сетки, улучшены стратегии передачи данных.

Поскольку развитие вычислительного оборудования и программного обеспечения тесно связано, Fluent можно использовать на вычислительном оборудовании последнего поколения таких компаний, как Hewlett Packard Enterprise и Intel. В частности, Ansys и Intel вместе работают над развитием масштабируемости на процессорах Intel® Xeon®, чтобы снизить время на моделирование. Тестирование показало, что результаты этой работы обеспечили прирост масштабируемости от 12% до 19% в зависимости от типа решаемых задач.

Благодаря этим и другим улучшениям в области высокопроизводительных вычислений, появляющимся в каждом новом релизе, можно быстрее рассчитывать модели с большим количеством элементов и с более высокой детализацией сеточного разбиения.

Хотите узнать больше о том, как использовать высокопроизводительные вычисления в Ansys Fluent? Напишите нам через форму обратной связи https://elearning.digitaltwin.ru/online-typical/ и мы обязательно свяжемся с вами!

Оригинал статьи: https://www.ansys.com/blog/accelerating-automotive-cfd