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[讨论] Moldex3D 高效多核与并行计算技术

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发表于 2014-7-8 17:28:15 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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本帖最后由 新锐 于 2014-7-8 17:30 编辑


对于工业界的使用者而言,模流分析最重要的三个要素就是:使用便利性、正确性与速度。三维实体模流分析技术可以提供许多传统2.5D模流分析技术所不能提供的优点,例如与CAD的整合、分析正确性、模型最少简化…等等。然而,三维模流分析在完全不简化模型的情况下,无可避免增加了许多计算上的负担,使得计算时间增长。Moldex3D所采用的高效能有限体积法(HPFVM, High-Performance Finite Volume Method),虽然已经是目前商用CAE软件中计算效能最高的一种,但是当面临大型模具,以及客户快速分析的期望时,仍有相当大的改进空间。

Moldex3D eDesign在业界率先支持并行计算,以求大量增进分析计算效能,在最短时间内完成复杂、内含大量网格元素的模型分析数据。高效率的平行化计算核心可进行完整的充填、保压、冷却、翘曲、玻纤排向、反应射出…等计算。此外,Moldex3D eDesign并行计算技术可同时支持多CPU和丛集式计算机计算。

在计算速度的提升上,CPU的速度虽然年年推陈出新,在某种程度上可以加速计算的效率。但是单由CPU内频速度与外频速度所提升的效能,仍无法完全满足工业界对分析速度与分析复杂度的要求。例如汽车关键零组件、纤维补强复合材料成型、精密光学零件…等等,对于分析速度与复杂度的要求皆由于产业的快速变迁,而与日俱增。分析复杂度越高,所需的计算时间与内存就越多,因此现有的单CPU计算机一般来说无法完全满足工业界的需求。多核心CPU计算机组成的丛集并行计算,便成为最可行的解决方案。

Moldex3D计算丛集的节点种类可分为四种:
  • 客户端节点(Client node): 负责设定计算参数, 查看Model以及计算结果
  • 头节点(Head node): 负责进行并行计算的启动, 工作的排程, 以及丛集的管理
  • 储存节点(Storage node): 负责储存项目分析数据以及Moldex3D程序
  • 计算节点(Compute node): 负责执行并行计算
  • 在一个规模较小的(仅包含四个节点的)丛集中, 其中一节点会同时具备头节点, 储存节点和计算节点的角色, 我们将它称为管理节点(Manage node)
    效能显着的案例探讨
    下列图表显示Moldex3D Flow并行计算在不同模型之比较。测试平台采用4个节点的丛集计算机,每个节点有一颗Intel Core i7处理器。在管理节点(Manage node)安装Windows Server 2008 R2 64bit操作系统, 而在其他3个计算节点上安装Windows 7 64Bit操作系统. 对Moldex3D Flow而言,尽管加速表现有时必须视模型几何而定,但一般加快速度成效普通仍可达9到10倍以上。充填分析通常最为耗时,因此下表可看出计算时间明显节省许多。

    • 备注1:个案分析时间会随着不同产品类型而有所不同
    系統需求
    Moldex3D 的并行计算需要高运算能力的分布式系统,在计算过程中,各处理器间传送的数据量可能高达几百MB。有鉴于此,基本的软件硬系统需求如下:
    Managing Node (Head node + Storage node):
    • Microsoft Windows server 2008 R2 64bit recommended.
    • Intel Quad Core CPU, AMD Opteron based CPU. (Intel Core i7 and Xeon with Nehalem microarchitecture are recommended.)
    • 8.0 GB RAM or greater.
    • Gigabit Ethernet or greater
    Compute Node:
    • Microsoft Windows 7 64bit recommended.
    • Intel Quad Core CPU, or AMD Opteron based CPU. (Intel Core i7 and Xeon with Nehalem microarchitecture are recommended.)
    • 2.0 GB RAM or greater.
    • Gigabit Ethernet or greater.
    Network:
    • Gigabit switch or greater.




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