Simcenter™ Ultrafluid™ software

是一套用於快速預測乘用車與商用車的空氣動力特性的模擬工具，同時也可用於建築物環境空氣動力學的評估。這項基於格子玻爾茲曼方法的前沿技術在進行了GPU優化後更是突顯了無與倫比的性能優勢。

 

產品亮點

• 基與 LES 湍流模型的格子玻爾茲曼法( LBM )

• 集成强大的體積網格劃分，可快速更改設計

• 高效的 GPU 顯卡加速以支持瞬態分析

• 為外部空氣動力學量身定制的解決方案

 

優勢  

使用 Simcenter™ Ultrafluid™ software，可在一臺服務器上進行高保真度的瞬態空氣動力學模擬 。 

 

快速而易用的計算設定:
嵌入在 Simulation 平臺的 Virtual Wind Tunnel™ 中，設定一個外流場空氣動力模擬變得十分便捷 。針對不同的車型可快速建立相應的範本，流程清晰，不容易出錯 。

 

大程度降低前處理的投入:
得益於格子波爾茲曼方法的“拖放”本質，求解器對面網格質量的要求低，允許部件之間的干涉和穿透，支持全自動的網格生成，這使得部件替換比在真實的風洞中更容易實現，評估上百個設計方案以滿足法規也變得可行 。 

 

更短的周轉時間:

格子玻爾茲曼方法完美適用於大規模平行計算架構 。比如 GPU，為實現前所未有的周轉時間提供了舞臺 。採用先進科技的 GPU 優化算法，在單個服務器上運行一個晚上得到計算結果變成了可能，同時能提供高精度的瞬態 LES 空氣動力學模擬結果 。

 

顯著的成本節省:

相比於基於 GPU 的 Simcenter™ Ultrafluid™ software，傳統的模擬方法需要上千個 CPU 核心才能達到相同等級的周轉時間 。基於 GPU 的解決方案在減少硬體和電費成本的同時提升了計算效能 。

 

瞬態計算

鈍體空氣動力學，特別是汽車空氣動力學，在本質上是高度非定常的物理現象。採用 Simcenter™ Ultrafluid™ software 可在合理的時間內實現高解析度的瞬態 LES 模擬，不再需要以犧牲捕捉瞬態物理現象為代價，而選擇穩態分析。

虛擬風洞設定

 

非常規設計-例如後視鏡設計的驗證

 

工業應用  

Simcenter™ Ultrafluid™ software 專為高解析度的外部空氣動力學研究而量身定制，應用包括 ： 

在各種運行條件下的地面乘用車輛:

可以模擬車輛的氣動力以及氣動力矩（例如：阻力、升力、側傾力矩、俯仰力矩、偏轉力矩），並可研究三維的瞬態流場，以瞭解車輛的空氣動力學特性 。進行 CFD 分析的目標包括最小化空氣阻力以减少燃料消耗，以及平衡前後升力以及側向力以提高駕駛穩定性 。

高精度複雜流動

 

風扇氣動雜訊: 風扇旋轉區域識別為 Overset Mesh，葉片幾何真實轉動 。虛擬麥克風位置在計算之前提前佈置，記錄聲壓訊號 。

 

冷卻風扇流場

 

Simcenter™ Ultrafluid™ software 可為您帶來更快的預處理、先進的 GPU 科技、最短的模擬時間以及直觀的計算結果後處理。

模型準備 :

• 推薦使用 Simcenter^TM Hypermesh^TM 前處理工具清理和簡化原始 CAD 模型 。在 Virtual Wind Tunnel 中完成模型設定，包括：風洞地面移動系統，邊界層抽吸，多孔介質，車輪轉動，格子空間加密，模型洩露查找，求解器参數等等 。
• 整個流程是高度定制化的，可以保存為範本，批量執行，極大的減少人工時間 。

 

GPU 計算 :

• 相對於更繁瑣的 CPU 而言，GPU 計算可提供效果顯著的性優勢以及功耗降低 。

• 科學和工程計算領域的 GPU 革命正在迅速開展，Simcenter™ Ultrafluid™ software 正是利用這項科技的先驅商務軟體之一，它為產品的開發速度帶來了顯著的提升 。 

 

結果分析 :

• 瞬態空氣動力學分析通常產生大量的結果數據，需要對其進行後處理以便於產品的研發改進 。

• 強大的用戶端-服務器併行架構，其支持互動式 CFD 後處理 。即便面對大型數據集，也可輕鬆實現自動生成報告及訂製後處理結果範本 。 

 

硬體需求：

推薦使用 NVIDIA A100 NVLink或 V100 顯卡，它們是完善的 GPU 卡及科學計算的核心 。Simenter^TM ultraFluid^TM已在其上進行了測試 。