Zephyrnet-logo

Digitale tvillinger og AI-akselerasjon transformerer systemdesign

Dato:

Vi er ved et globalt vendepunkt når vi takler begrensningene i energiforsyningen og konsekvensene av klimaendringer. Regionale konflikter øker risikoen i den tradisjonelle råoljeforsyningskjeden. Endringer i nedbørsmønstre og tvister om vannbruksprioriteringer begrenser vannkraftproduksjonen. Dessuten har ekstreme værhendelser forsterket trusselen mot liv og eiendom. Disse utfordringene tvinger oss til å fokusere på energieffektivitetskrav i nesten alt vi gjør. Som et resultat er det en betydelig trend mot å designe mer energieffektivt transport- og produksjonsutstyr.

Design av energieffektive maskiner

Hver bransje har sine mål å svare på disse trendene. Bilindustrien investerer i elektriske kjøretøy og forbedrer den aerodynamiske effektiviteten til alle kjøretøyene deres. Luftfartsindustrien har som mål å redusere kostnadene og tiden som kreves for å designe nye flymodeller som er effektive og holdbare. På samme måte drar turbomaskinindustrien betydelig nytte av hver effektivitets- og utvidelsesforbedring av produktets livssyklus.

fig1
Figur 1: OEM-designmål

Bildesign

Bilindustrien må overholde de nye CAFÉ-standardene for 2028 og 2032. Disse standardene vil ha innvirkning på flåten deres, noe som betyr at de må bygge elektriske kjøretøy og forbedre den gjennomsnittlige drivstoffeffektiviteten for sine forbrenningsmotormodeller. En 10 % reduksjon i den aerodynamiske luftmotstandskoeffisienten kan føre til en 5 % forbedring i drivstofføkonomien. Simulering er et avgjørende verktøy for å sikre at designet vil fungere godt når det først er produsert og testet i vindtunnelen.

fig2
Figur 2: Bildesign for drivstoffeffektivitet

For å oppnå denne typen sprang fremover, må industrien være i stand til å gjøre følgende:

  • Simuler turbulent luft i fine detaljer
  • Vurder hundrevis av presise aerodynamiske designendringer
  • Simuler hele bildesign for netto påvirkning

Aircraft design

Den kommersielle flyindustrien er sterkt regulert med fokus på sikkerhet og miljøpåvirkning. Prosessen med å designe et nytt fly innebærer flere trinn som skal oppfylle krav til sikker funksjon, ytelse og drift, og flyet skal være sertifisert for hele flygekonvolutten. Simulering er den eneste måten å sikre at flyet vil fungere som tiltenkt før man bygger og flytester en prototype.

fig3
Figur 3: Aerospace Flight Envelope Performance

For å simulere alle driftsforhold, må designere:

  • Simuler løft i turbulent luft i fine detaljer
  • Simuler hele flydesignet for netto påvirkning
  • Vurder alle driftsforhold (se diagram)

Turbomaskineri design

Turbomaskineri inkluderer energigeneratorer, store turbinflymotorer, marinemotorer og andre maskiner med roterende bevegelse. Forbedring av energieffektiviteten kan gi betydelig avkastning på grunn av maskinens skalerte innvirkning over levetiden. På samme måte kan det ha en betydelig økonomisk innvirkning å designe maskiner for å vare lenger og kreve mindre vedlikehold. Simulering er den beste måten å analysere ulike designendringer på for å optimalisere det endelige designresultatet.

fig4
Figur 4: Turbomaskindesign for effektivitet og holdbarhet

For å oppnå denne typen sprang fremover, må industrien være i stand til å:

  • Evaluer flere designoptimaliseringsavveininger
  • Simuler forbrenningsdynamikk i fine detaljer
  • Simuler et komplett motordesign for netto påvirkning

Kunngjøring av Millennium Enterprise Multiphysics Platform

For å møte disse behovene kunngjør vi verdens første akselererte digitale tvilling, som leverer enestående ytelse og energieffektivitet – Cadence Millennium Enterprise Multiphysics Platform. Målrettet mot en av de største mulighetene for større ytelse og effektivitet, akselererer førstegenerasjons Cadence Millennium M1 CFD-superdatamaskinen CFD-simuleringer (high fidelity computational fluid dynamics). Denne nøkkelferdige løsningen er tilgjengelig i skyen eller på stedet, og inkluderer grafikkbehandlingsenheter (GPUer) fra ledende leverandører, ekstremt raske sammenkoblinger og en forbedret Cadence høyfidelitet CFD-programvarestabel optimert for GPU-akselerasjon og generativ AI. Ved å fusjonere Millennium M1-forekomster til en enhetlig klynge, kan kunder oppnå en enestående behandlingstid samme dag og nesten lineær skalerbarhet når de simulerer komplekse mekaniske systemer.

Millennium-plattformen adresserer ytelses- og effektivitetsbehovene til bil-, romfarts- og forsvarsindustrien (A&D), energi og turbomaskineri med kritiske fremskritt innen multifysisk simuleringsteknologi. Ytelse, nøyaktighet, kapasitet og akselerert databehandling er alle viktige for å muliggjøre digitale tvillingsimuleringer som utforsker flere designinnovasjoner, og gir tillit til at de vil fungere etter hensikten før prototypeutvikling og -testing.

Høydepunkter og fordeler inkluderer:

  • Ytelse: Kombinerer klassens beste GPU-residente CFD-løsere med dedikert GPU-maskinvare for å gi superdatamaskinekvivalent gjennomstrømning per GPU på opptil 1000 CPU-kjerner
  • Effektivitet: Reduserer behandlingstid fra uker til timer med 20X bedre energieffektivitet sammenlignet med CPU-ekvivalenten
  • Nøyaktighet: Utnytter Cadence Fidelity CFD-løsere for å gi uovertruffen nøyaktighet for å takle komplekse simuleringsutfordringer
  • High Performance Computing: Bygget med utvidbar arkitektur og massivt skalerbare Fidelity-løsere for å gi nesten lineær skalerbarhet på flere GPU-noder
  • AI Digital Twin: Rask generering av høykvalitets multifysikkdata gjør det mulig for generativ AI å lage raske og pålitelige digitale tvillingvisualiseringer av den optimale systemdesignløsningen
  • Nøkkelferdig løsning: Bransjens første løsning som kobler GPU-databehandling med moderne og skalerbare CFD-løsere, og gir et optimalisert miljø for akselerert CFD og tverrfaglig design og optimalisering

fleksibilitet: Tilgjengelig med GPU-er fra ledende leverandører, i skyen med minimum 8-GPU-konfigurasjon eller lokalt med minimum 32-GPU-konfigurasjon – noe som gir en fleksibel og skalerbar løsning som passer hver kundes distribusjonsbehov

spot_img

Siste etterretning

spot_img