Millennium M1提速CFD系统设计：仿真效率与精度提升

Cadence Millennium M1 平台-提供超高性能和能效​

  Millennium M1 结合了用于大涡模拟 (LES) 的先进 Fidelity CharLES 求解器和可扩展的高性能 GPU 硬件，实现了前所未有的精度和计算效率。

这种强大的软硬件组合扩展了 LES在航空航天、汽车和能源领域的实际应用，将迭代周期从数天缩短至数小时，展现了前所未有的产品性能及分析能力。

不过，我们为什么需要运行 LES 呢？因为在设计汽车、飞机、喷气发动机甚至帆船时CFD 工程师必须考虑湍流的影响。CFD 中的湍流建模方法多种多样，雷诺平均湍流模型 (RANS)因高效性而被广泛采用，但它们是校准模型，并非基于物理基本原理。因此，在某些情况下 RANS 方法不够准确或缺乏预测性。大涡模拟方法，直接仿真湍流的大含能尺度涡流和真实的流体一样随时间变化，使得 LES 方法在仿真某些流动时，具有更高的准确性和可预测性，如涉及分离、转捩、气动声学或化学反应的流体。

但计算这些瞬态流动的多物理场成本极高且耗时极长。由于存在这些计算能力上的限制 LES 很难成为一种广泛适用的解决方案。

而Millennium M1 问世后，一切就不同了：四大关键技术进步正在消除这些限制扩大 LES 的实际应用范围。

它们分别是自动化、精度、并行效率和 AI。

首先是自动化

可预测高精度仿真需要高质量的网格。利用边界切割的 Voronoi 图，在处理复杂的几何图形时，网格生成过程可实现高度自动化、大规模并行和稳定性。只需几分钟即可生成高质量的计算网格。

其次是精度

Fidelity CharLES 求解器专为大涡模拟设计，采用精确、稳定的低数值耗散格式独特的求解器离散化方法与最新的扩展亚格子模型和壁面模化方法相结合，使 LES 仿真具有高精度，且适应不同网格分辨率。

第三是并行效率

Fidelity CharLES 是一款支持 GPU-resident 模式的求解器，可充分利用 GPU 加速提供经济高效的仿真算力，在计算总投资不变的情况下GPU 求解器的算力比 CPU 模式明显高 9 倍。

在仿真算力不变的情况下，与 CPU 计算相比，GPU 计算能耗可减少约 17 倍。

最后是 AI

传统 CFD 仿真要么效率太低，要么精度不够，无法生成训练现代 AI 模型所需的大型数据集。有了 Millennium M1，现在可以自动生成高精度仿真的大型数据库，并在生成数据集的 Millennium M1硬件上高效训练 AI。该 M1 硬件还可用于模型推理，取代未来的一些仿真，从而进一步加快设计流程获得更好的洞见并缩短迭代时间。

我们正在迈入高精度 CFD 的新纪元，获得新的预测能力、数据洞见和性能提升。

当今的领先工程解决方案提供商需要一个掌握计算软件、创新硬件和 AI 等方面专业知识的合作伙伴。Cadence 具有得天独厚的优势可成为这样一个最佳合作伙伴，提供下一代解决方案。

这仅仅是一个开始，Millennium M1 多物理场超级计算平台，还将继续发展提供更多的 Cadence 多物理场仿真组合套件。

欢迎加入我们的数字工程转型之旅！

如需了解更多信息，请访问 cadence.com

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