GPU 加速工程设计与仿真.pdf

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1、GPUGTCTECHNOLOGYCONFERENCEGTC中国线上大会GPU助力工程设计与仿真丁海强首席技术官Ansys中国2020年12月Ansys#page#当今技术变革的速度是前所未有的，并且还在不断加速19762019数码相机10000分辩率0.01兆像素1000减重2kg1000x价格降低$10.0001960年代2019ICBM惯导系统陀螺仪手机陀螺仪：25kg33$50 millionAnsys2020ANSY,Inc./Confdential#page#产品设计部门面临着越来越大的压力30%SPL产品研发面临的最大挑战上市时间产品复杂度更高40%运行环境复杂多变36%2年36%

2、设计周期开发资源受限更难产生竞争差异31%66%21%对设计失败的容忍度更低新品数量Source:E，TheAberdeAnsys2020ANSYS，Inc./Confidentia#page#仿真为您提供解开问题的钥匙Ansys#page#基于CAE仿真的产品设计流程仿真是一种科学计算，通过数值算法，利用计算机强大的计算能力，在电脑中进行物理量（结构、流体、电磁、热）计算，从而预测产品的性能。以汽车碰撞安全性设计为例，利用仿真进行产品设计时的流程为：优化设计概念设计（轮廊设计）详细设计（图纸设计）CAE仿真分析Aan试验验证批量生产样件试制没有仿真，就需要建立原型，进行试验，依据试验结果和经

3、验不断修改产品。所以仿真分析的价值是：降低研发成本缩短研发时间提高可靠性增强市场竞争力洞察设计核心提高设计水平Ansys2020ANSYS，Inc./Confiidential#page#工程仿真的基本过程与效率提升计算：物理量数值计算后处理：展示计算结果前处理：网格生成将网格上的物理解合成为整体结果通过网格部分，将模型划分成在每一个网格上求解物理方程需要快速处理可能多达数十亿网格很多小块（网格）得到数值结果的数据实际工程问题的网格数可能多提供丰富的三维动画/图片帮助工达数十亿程师分析设计的问题CAD模型Z.WznM2M+成Z.5成z.w-M2采用包括GPU在内的并行计算技术，可以显著提高仿真

4、速度和问题计算的规模Ansys2020ANSYS,Inc./Confdentia#page#过去50年仿真技术的发展仿真早已确立自己作为理论和实验并行的第三大科学支柱并且成为工程设计的主要手段基于先进的仿真技术很有局限的技术进行产品开发用于验证用于生产和运营（数字李生）Ansys2020ANSYS，Inc./Confidentia#page#/Ansys仿真工具与平台为工程设计提供有力支撑结构流体电磁半导体光学3D设计软件系统材料平台Ansys2020ANSYS，Inc./Confidentia#page#仿真无处不在，覆盖所有产品并贯穿全生命周期概念和创意阶段80%的成本在设计早期阶段即已确

5、定更早进行仿真能够有效降低成本，验证创意的可行性设计与分析阶段对设计参数进行更广泛的探索和优化，提高产品性能米将研发时间缩短9倍，质保成本降低89%NOL海生产与制造阶段通过鲁棒性仿真研究加工和材料偏差对良率的影响通过拓扑优化和增材制造将部件重量减轻25%OPERATONS运营与维护阶段考虑产品实际运行环境和极端条件，确保产品质量和可靠性在提高性能的同时将维护成本降低10-20%Ansys2020ANSYS，Inc./Confidentia#page#仿真应用不断深入，创造更大的工程价值系统工程集成化仿真与系统优化多物理域分析设计探索支持定义设计准则对设计全局的敏感性分析单目标/多目标优化设计

6、工程价值产品部件的设计验证满足设计要求虚拟验证单个部件分析理解工作原理/为什么失效应用程度和应用领域Ansys2020ANSYS，Inc./Confidentia#page#基于GPU加速的实时仿真在设计早期进行方案筛选Ansys#page#/DiscoveryLive用于设计师的快速实时仿真工具帮助设计师进行快速方案验证与CAD软件紧密集成全模板化操作，非常容易学习-在进行仿真验证之前发现问题，在设计早期进行方案筛选，瞬间完成仿真与后处理-基于GPU进行大规模并行计算，实时获得仿真结果，无需等待-无需几何清理、无需网格划分推动设计探索和产品创新-快速验证设计概念和创意，修改设计参数h.3.5