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Altair ultraFluidx 是一款用于快速預(yù)測乘用車與商用車的空氣動力特性的仿真工具，同時也可用于建筑物環(huán)境空氣動力學(xué)的評估。這項基于格子玻爾茲曼方法的前沿技術(shù)在進行了 GPU 優(yōu)化后更是突顯了****的性能優(yōu)勢。

產(chǎn)品亮點

• 基于格子玻爾茲曼法(LBM)

• 基于英偉達GPU加速

• 高精度瞬態(tài)空氣動力學(xué)和氣動噪聲求解

• 前后處理集成HyperMesh CFD

優(yōu)勢

使用 ultraFluidx，可以在一臺服務(wù)器上進行高保真度的瞬態(tài)空氣動力學(xué)模擬。

快速而易用的計算設(shè)置

嵌入在 Altair Simulation 平臺的Altair Virtual Wind Tunnel?中設(shè)置一個外流場空氣動力仿真變得十分便捷。針對不同的車型可快速建立相應(yīng)的模板，流程清晰，不容易出錯。

大程度降低前處理的投入

得益于格子波爾茲曼方法的“拖放”本質(zhì)，求解器對面網(wǎng)格質(zhì)量的要求低，允許部件之間的干涉和穿透，支持全自動的網(wǎng)格生成，這一切都使得部件替換比在真實的風(fēng)洞中更容易實現(xiàn)，評估上百個設(shè)計方案以滿足法規(guī)也變得可行。

更短的周轉(zhuǎn)時間:一晚得到計算結(jié)果

格子玻爾茲曼方法**適用于大規(guī)模并行計算架構(gòu)。比如 GPU，為實現(xiàn)****的周轉(zhuǎn)時間提供了舞臺。采用先進技術(shù)的 GPU 優(yōu)化算法，在單個服務(wù)器上運行一個晚上得到計算結(jié)果變成了可能，同時能提供高精度的瞬態(tài)LES 空氣動力學(xué)仿真結(jié)果。

顯著的成本節(jié)省

相比于基于 GPU 的 ultraFluidx,傳統(tǒng)的仿真方法需要上千個 CPU 核心才能達到相同等級的周轉(zhuǎn)時間。基于GPU 的解決方案在減少硬件和電費成本的同時提升了計算性能。

瞬態(tài)計算

鈍體空氣動力學(xué)，特別是汽車空氣動力學(xué)，在本質(zhì)上是高度非定常的物理現(xiàn)象。采用 ultraFluidx 可在合理的

時間內(nèi)實現(xiàn)高分辨率的瞬態(tài)LES仿真，不再需要以犧牲捕捉瞬態(tài)物理現(xiàn)象為代價而選擇穩(wěn)態(tài)分析。

工業(yè)應(yīng)用

ultraFluidx專為高分辨率的外部空氣動力學(xué)研究而量身定制，應(yīng)用包括:

低速空氣動力學(xué)

可以仿真車輛的氣動力以及氣動力矩(例如:阻力、升力、側(cè)傾力矩、俯仰力矩、偏轉(zhuǎn)力矩)，并可以研究三維的瞬態(tài)流場以了解車輛的空氣動力學(xué)特性。進行CFD分析的目標包括*小化空氣阻力以減少燃料消耗，以及平衡前后升力以及側(cè)向力以提高駕駛穩(wěn)定性。

汽車風(fēng)噪

Green House Noise專用模板，用戶僅需輸入外流場計算結(jié)果的車窗玻璃表面壓力，和駕駛艙聲學(xué)參數(shù)(如混響時間，玻璃夾層屬性等)，即可計算出艙內(nèi)的聲壓級曲線，語音清晰度，每個玻璃噪聲的貢獻量。

風(fēng)靿淶旿即圳紗窀煆í菐映帚鶘唚畺閔瀾動噪聲

風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)區(qū)域采用嵌套格子法，葉片幾何真實轉(zhuǎn)動。采用CAA計算聲學(xué)法，同時求解流場和聲場。近場噪聲可以直接求解，記錄聲源到虛擬麥克風(fēng)位置的聲傳播，或采用FW-H模型計算遠場聲傳播。

功能

ultraFluidx 可以為您帶來更快的預(yù)處理、先進的 GPU 技術(shù)、*短的模擬時間以及直觀的計算結(jié)果后處理。

前后處理

HyperMesh CFD集成了幾何清理,網(wǎng)格劃分，虛擬風(fēng)洞，流場后處理以及噪聲信號處理，完全集成的同一界面，無須切換模塊。

虛擬風(fēng)洞設(shè)置包括:地面移動系統(tǒng)，邊界層抽吸，多孔介質(zhì)，車輪轉(zhuǎn)動，格子空間加密，模型泄露查找，求解器參數(shù)等等。整個流程是高度定制化的，可以保存為模板，批量執(zhí)行，極大的減少人工時間。

GPU 計算

相對于更繁瑣的 CPU 而言，GPU計算可提供效果顯著的性優(yōu)勢以及功耗降低?？茖W(xué)和工程計算領(lǐng)域的 GPU 革命正在迅速開展，ultraFluidx正是利用這項技術(shù)的先驅(qū)商業(yè)軟件之一，它為產(chǎn)品的開發(fā)速度帶來了顯著的提升。

結(jié)果分析

瞬態(tài)空氣動力學(xué)分析通常產(chǎn)生大量的結(jié)果數(shù)據(jù)，需要對其進行后處理以便于產(chǎn)品的研發(fā)改進。Altair 強大的客戶端-服務(wù)器并行架構(gòu)，其支持交互式CFD后處理。即便面對大型數(shù)據(jù)集，也可以輕松實現(xiàn)自動生成報告可以及定制后處理結(jié)果模板。

硬件要求

AltairCF D團隊推薦使用NVIDIA A100 NVLink，或 H100顯卡,它們是完善的 GPU 卡及科學(xué)計算的核心。ultraFluidx 已在其上進行了測試。