エネルギー供給の限界と気候変動の影響に対処する中で、私たちは世界的な転換点にいます。地域紛争により、従来の原油サプライチェーンのリスクが高まっています。降雨パターンの変化と水利用の優先順位をめぐる紛争により、水力発電が制限されています。さらに、異常気象により生命と財産に対する脅威が増大しています。これらの課題により、私たちはほぼすべての活動においてエネルギー効率の要件に重点を置くことを余儀なくされています。その結果、よりエネルギー効率の高い輸送および発電設備を設計するという大きな傾向が見られます。

エネルギー効率の高い機械の設計

各業界には、これらの傾向に対応するための目標があります。自動車業界は電気自動車に投資し、すべての自動車の空力効率を高めています。航空宇宙産業は、効率的で耐久性のある新しい航空機モデルの設計に必要なコストと時間を削減することを目指しています。同様に、ターボ機械業界は、製品ライフサイクルのあらゆる効率化と延長改善から大きな恩恵を受けています。

自動車デザイン

自動車業界は、2028 年と 2032 年に向けた新しい CAFÉ 基準に準拠する必要があります。これらの基準は自動車車両に影響を与えるため、電気自動車を製造し、内燃機関モデルの平均燃費を向上させる必要があります。空気抵抗係数を 10% 削減すると、燃費が 5% 向上します。シミュレーションは、風洞で製造およびテストされた後、設計が適切に機能することを確認するための重要なツールです。

このような飛躍を達成するには、業界は次のことができる必要があります。

• 乱気流を詳細にシミュレート
• 何百もの正確な空力設計の変更を評価
• 車全体の設計をシミュレートして最終的な影響を与える

航空機の設計

民間航空機業界は、安全性と環境への影響を重視して厳しく規制されています。新しい航空機の設計プロセスには、安全な機能、性能、運用の要件を満たす必要があるいくつかのステップが含まれており、航空機は飛行範囲全体について認証を取得する必要があります。シミュレーションは、プロトタイプを構築して飛行テストする前に、航空機が意図したとおりに動作することを確認する唯一の方法です。

すべての動作条件をシミュレートするには、設計者は次のことを行う必要があります。

• 乱気流における揚力を詳細にシミュレート
• 正味の影響を考慮して航空機の設計全体をシミュレーションする
• すべての動作条件を評価します (グラフを参照)

ターボ機械の設計

ターボ機械には、エネルギー発生装置、大型タービン航空機エンジン、船舶用エンジン、その他の回転運動を伴う機械が含まれます。エネルギー効率を改善すると、マシンの寿命全体にわたる影響が拡大するため、大きな利益が得られます。同様に、機械の寿命が長くなり、メンテナンスの必要性が少なくなるように設計すると、大きな経済効果が得られます。シミュレーションは、さまざまな設計変更を分析して最終的な設計結果を最適化するための最良の方法です。

このような飛躍を達成するには、業界は次のことができる必要があります。

• 複数の設計最適化のトレードオフを評価する
• 燃焼ダイナミクスを詳細にシミュレーション
• 最終的な影響を考慮した完全なエンジン設計をシミュレーションする

ミレニアム エンタープライズ マルチフィジックス プラットフォームを発表

これらのニーズに対応するために、当社は、前例のないパフォーマンスとエネルギー効率を実現する世界初のアクセラレーション デジタル ツイン、Cadence Millennium Enterprise Multiphysics Platform を発表します。パフォーマンスと効率の向上を実現する最大の機会の 1 つをターゲットとした、第 1 世代の Cadence Millennium MXNUMX CFD スーパーコンピューターは、忠実度の高い数値流体力学 (CFD) シミュレーションを加速します。クラウドまたはオンプレミスで利用可能なこのターンキー ソリューションには、主要プロバイダーのグラフィックス プロセッシング ユニット (GPU)、超高速相互接続、GPU アクセラレーションと生成 AI 用に最適化された強化された Cadence 高忠実度 CFD ソフトウェア スタックが含まれています。 Millennium MXNUMX インスタンスを統合クラスターに融合することで、お客様は、複雑な機械システムをシミュレーションする際に、前例のない即日対応時間とほぼ線形のスケーラビリティを実現できます。

ミレニアム プラットフォームは、マルチフィジックス シミュレーション テクノロジの重要な進歩により、自動車、航空宇宙および防衛 (A&D)、エネルギー、ターボ機械業界のパフォーマンスと効率のニーズに応えます。パフォーマンス、精度、容量、高速コンピューティングはすべて、より多くの設計革新を探求するデジタル ツイン シミュレーションを可能にし、プロトタイプの開発とテストを開始する前に意図したとおりに機能するという確信を与えるために不可欠です。

ハイライトと利点は次のとおりです。

• 性能: クラス最高の GPU 常駐 CFD ソルバーと専用 GPU ハードウェアを組み合わせて、最大 1000 CPU コアの GPU あたりスーパーコンピューターと同等のスループットを提供します。
• 効率化: 同等の CPU と比較して 20 倍優れたエネルギー効率により、納期を数週間から数時間に短縮します。
• 正確さ: Cadence Fidelity CFD ソルバーを活用して比類のない精度を提供し、複雑なシミュレーションの課題に対処します
• 高性能コンピューティング: 拡張可能なアーキテクチャと非常にスケーラブルな Fidelity ソルバーで構築され、複数の GPU ノードでほぼ線形のスケーラビリティを提供します
• AIデジタルツイン: 高品質のマルチフィジックス データを迅速に生成することで、生成 AI が最適なシステム設計ソリューションの迅速かつ信頼性の高いデジタル ツインの視覚化を作成できるようになります。
• ターンキーソリューション: GPU コンピューティングと最新のスケーラブルな CFD ソルバーを組み合わせた業界初のソリューションで、CFD の高速化と学際的な設計と最適化のための最適化された環境を提供します。

柔軟性: クラウドでは最小 8 GPU 構成、オンプレミスでは最小 32 GPU 構成で、主要ベンダーの GPU を利用でき、各顧客の導入ニーズに合わせた柔軟でスケーラブルなソリューションを提供します

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