面向未来旋翼机应用的下一代 HPC 模型
分布式、并行与集群计算
2022-07-26 v1 数值分析
数值分析
摘要
旋翼机技术对数值计算提出了巨大的科学与工业挑战。随着可用计算资源接近 exascale（百亿亿次），更精细尺度因而更精确的工程测试用例模拟变得可行。然而，将遗留工作流迁移并在新硬件上优化现有软件的并行效率与可扩展性通常要求很高。本文报道了在 Leonardo S.p.A. 的 davinci-1 高性能计算（HPC）设施上使用 T106A 低压涡轮（LPT）叶片几何进行 CFD 与结构动力学模拟的初步结果。针对商业软件包 Ansys Fluent、STAR-CCM+ 和 ABAQUS，以及开源科学计算框架 PyFR 评估了求解时间与可扩展性。在可压缩流体流动的直接数值模拟中，使用 PyFR 获得的归一化求解时间值比使用 Fluent 和 STAR-CCM+ 获得的值小至多 8 倍。该发现也适用于不可压缩情形。所有模型在多达 48 个计算节点（每个含 4 块 Nvidia A100 GPU）的测试中均提供弱缩放与强缩放。在使用 ABAQUS 的线弹性模拟中，迭代求解器与直接求解器在初步缩放测试中均提供加速，且迭代求解器在求解时间与内存使用方面优于直接求解器。结果为 HPC 架构在将工程应用扩展至通过仿真认证方面的潜力提供了初步指示，也是该公司在旋翼机技术领域使用尖端 HPC 工具包的第一步。
引用
@article{arxiv.2207.12269,
title = {Next-generation HPC models for future rotorcraft applications},
author = {Nicoletta Sanguini and Tommaso Benacchio and Daniele Malacrida and Federico Cipolletta and Francesco Rondina and Antonio Sciarappa and Luigi Capone},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.12269},
year = {2022}
}
备注
12 pages, 10 figures, Proceedings of The 8th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering ECCOMAS Congress 2022, 5-9 June 2022, Oslo, Norway