Wir befinden uns an einem globalen Wendepunkt, da wir mit den Einschränkungen der Energieversorgung und den Folgen des Klimawandels zurechtkommen. Regionale Konflikte erhöhen die Risiken in der traditionellen Rohöllieferkette. Veränderte Niederschlagsmuster und Streitigkeiten über die Prioritäten der Wassernutzung schränken die Stromerzeugung aus Wasserkraft ein. Darüber hinaus haben extreme Wetterereignisse die Bedrohung für Leben und Eigentum erhöht. Diese Herausforderungen zwingen uns, uns bei fast allem, was wir tun, auf die Anforderungen an die Energieeffizienz zu konzentrieren. Infolgedessen gibt es einen deutlichen Trend zur Entwicklung energieeffizienterer Transport- und Erzeugungsanlagen.

Gestaltung energieeffizienter Maschinen

Jede Branche hat ihre eigenen Ziele, um auf diese Trends zu reagieren. Die Automobilindustrie investiert in Elektrofahrzeuge und verbessert die aerodynamische Effizienz aller ihrer Fahrzeuge. Ziel der Luft- und Raumfahrtindustrie ist es, den Kosten- und Zeitaufwand für die Entwicklung neuer Flugzeugmodelle zu reduzieren, die effizient und langlebig sind. Ebenso profitiert die Turbomaschinenindustrie erheblich von jeder Effizienzsteigerung und Verlängerung des Produktlebenszyklus.

Automotive Design

Die Automobilindustrie muss die neuen CAFÉ-Standards für 2028 und 2032 einhalten. Diese Standards werden Auswirkungen auf ihre Flotte haben, was bedeutet, dass sie Elektrofahrzeuge bauen und die durchschnittliche Kraftstoffeffizienz ihrer Modelle mit Verbrennungsmotor verbessern müssen. Eine Reduzierung des Luftwiderstandsbeiwerts um 10 % kann zu einer Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs um 5 % führen. Simulation ist ein entscheidendes Werkzeug, um sicherzustellen, dass das Design nach der Herstellung und dem Test im Windkanal eine gute Leistung erbringt.

Um einen solchen Sprung nach vorne zu schaffen, muss die Branche in der Lage sein, Folgendes zu tun:

• Simulieren Sie turbulente Luft bis ins kleinste Detail
• Bewerten Sie Hunderte präziser aerodynamischer Designänderungen
• Simulieren Sie das gesamte Fahrzeugdesign, um eine Nettoauswirkung zu erzielen

Flugzeugdesign

Die Verkehrsflugzeugindustrie ist stark reguliert, wobei der Schwerpunkt auf Sicherheit und Umweltauswirkungen liegt. Der Entwurfsprozess eines neuen Flugzeugs umfasst mehrere Schritte, die Anforderungen an sichere Funktion, Leistung und Betrieb erfüllen müssen, und das Flugzeug muss für den gesamten Flugbereich zertifiziert sein. Nur durch Simulation kann sichergestellt werden, dass das Flugzeug wie vorgesehen funktioniert, bevor ein Prototyp gebaut und im Flug getestet wird.

Um alle Betriebsbedingungen zu simulieren, müssen Konstrukteure:

• Simulieren Sie den Auftrieb in turbulenter Luft bis ins kleinste Detail
• Simulieren Sie das gesamte Flugzeugdesign für die Nettoauswirkungen
• Bewerten Sie alle Betriebsbedingungen (siehe Tabelle)

Design von Turbomaschinen

Zu den Turbomaschinen gehören Energiegeneratoren, große Flugzeugturbinentriebwerke, Schiffsmotoren und andere Maschinen mit rotierender Bewegung. Die Verbesserung der Energieeffizienz kann aufgrund der großen Auswirkungen der Maschine über ihre gesamte Lebensdauer hinweg zu erheblichen Erträgen führen. Ebenso kann die Konstruktion von Maschinen, die länger halten und weniger Wartung erfordern, erhebliche wirtschaftliche Auswirkungen haben. Simulation ist die beste Möglichkeit, verschiedene Designänderungen zu analysieren, um das endgültige Designergebnis zu optimieren.

Um einen solchen Fortschritt zu erzielen, muss die Branche in der Lage sein:

• Bewerten Sie mehrere Kompromisse bei der Designoptimierung
• Simulieren Sie die Verbrennungsdynamik bis ins kleinste Detail
• Simulieren Sie ein vollständiges Motordesign für die Nettoauswirkung

Ankündigung der Millennium Enterprise Multiphysics-Plattform

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, kündigen wir den weltweit ersten beschleunigten digitalen Zwilling an, der beispiellose Leistung und Energieeffizienz bietet – die Cadence Millennium Enterprise Multiphysics Platform. Der Cadence Millennium M1 CFD-Supercomputer der ersten Generation zielt auf eine der größten Möglichkeiten für mehr Leistung und Effizienz ab und beschleunigt hochgenaue Simulationen der numerischen Strömungsmechanik (CFD). Diese schlüsselfertige Lösung ist in der Cloud oder vor Ort verfügbar und umfasst Grafikprozessoren (GPUs) führender Anbieter, extrem schnelle Verbindungen und einen verbesserten High-Fidelity-CFD-Software-Stack von Cadence, der für GPU-Beschleunigung und generative KI optimiert ist. Durch die Zusammenführung von Millennium M1-Instanzen zu einem einheitlichen Cluster können Kunden eine beispiellose Durchlaufzeit am selben Tag und nahezu lineare Skalierbarkeit bei der Simulation komplexer mechanischer Systeme erreichen.

Die Millennium-Plattform erfüllt die Leistungs- und Effizienzanforderungen der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie (A&D), der Energie- und Turbomaschinenindustrie mit entscheidenden Fortschritten in der Multiphysik-Simulationstechnologie. Leistung, Genauigkeit, Kapazität und beschleunigtes Rechnen sind allesamt entscheidend, um Simulationen digitaler Zwillinge zu ermöglichen, die mehr Designinnovationen untersuchen und die Sicherheit geben, dass sie wie vorgesehen funktionieren, bevor mit der Entwicklung und Prüfung von Prototypen begonnen wird.

Zu den Highlights und Vorteilen gehören:

• Leistung: Kombiniert erstklassige GPU-residente CFD-Löser mit dedizierter GPU-Hardware, um einen Supercomputer-äquivalenten Durchsatz pro GPU von bis zu 1000 CPU-Kernen zu ermöglichen
• Effizienz: Reduziert die Bearbeitungszeit von Wochen auf Stunden bei 20-mal höherer Energieeffizienz im Vergleich zu seinem CPU-Äquivalent
• Genauigkeit: Nutzt CFD-Löser von Cadence Fidelity, um eine unübertroffene Genauigkeit zur Bewältigung komplexer Simulationsherausforderungen zu bieten
• High Performance Computing: Gebaut mit erweiterbarer Architektur und massiv skalierbaren Fidelity-Solvern, um eine nahezu lineare Skalierbarkeit auf mehreren GPU-Knoten zu ermöglichen
• KI-Digitaler Zwilling: Durch die schnelle Generierung hochwertiger multiphysikalischer Daten kann generative KI schnelle und zuverlässige digitale Zwillingsvisualisierungen der optimalen Systemdesignlösung erstellen
• Schlüsselfertige Lösung: Die branchenweit erste Lösung, die GPU-Computing mit modernen und skalierbaren CFD-Lösern verbindet und so eine optimierte Umgebung für beschleunigtes CFD sowie multidisziplinäres Design und Optimierung bietet

Flexibilität: Verfügbar mit GPUs führender Anbieter, in der Cloud mit einer Konfiguration von mindestens 8 GPUs oder vor Ort mit einer Konfiguration von mindestens 32 GPUs – eine flexible und skalierbare Lösung, die den Bereitstellungsanforderungen jedes Kunden gerecht wird

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• Quelle: https://www.eletimes.com/digital-twins-and-ai-acceleration-are-transforming-system-design