Ansys软件硬件配置指南：打造专属仿真环境

目录

01.Ansys简介及主要功能模块

02.硬件配置考虑因素

03.支持的操作系统

04.硬件配置要求-CPU

05.硬件配置要求-内存

06.硬件配置要求-硬盘

07.硬件配置要求-网络互联

08.硬件配置要求-显卡&GPU

09.总结

幻

Ansys简介

计算机辅助工程(CAE)软件

ANSYS 公司是全球最大的仿真软件公司。ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析 软件。在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。

应用领域

ansys软件的应用领域非常广泛，可应用在以下领域：

建筑、勘查、地质、水利、交通、电力、测绘、国土、环境、林业、冶金等方面

Ansys主要功能模块

ANSYS结构仿真主要功能模块

ANSYS流体仿真主要功能模块

Ansys主要功能模块

ANSYS电磁仿真主要功能模块

ANSYS其他主要功能模块

Ansys主要功能模块

ANSYS仿真模型处理模块

硬件配置考虑因素

Ansys 全面的软件套件对计算和硬件资源的要求可能因模型而异。满足需求的最佳计算硬件的因素包括：

模型物理（流体、结构、电子学）

型号尺寸

模型复杂度

需要多快的结果

预算花费

支持操作系统

1.一般来说，Windows 10 （专业版、企业版或教育版）是 SimuTech 工程师和我们的客户用来运行 Ansys 和我们推荐的最常用的操作系统。也就是说，操作系统支持确实因产品而异，尤其是 Ansys 更专业的产品，而且 Ansys 也确实为 Linux提供了广泛的支持。

2.不支持的操作系统

Windows 7（Microsoft 不支持）和Windows 8（主流支持已结束）可以运行 Ansys，但是，官方不支持它们，我们在这些操作系统上运行时遇到了软件错误。出于兼容性、性能和安全原因，我们强烈建议升级到 Windows 10。

不支持Mac 操作系统，无法在此操作系统上安装 Ansys。虽然您应该能够使用 Parellels 等程序在 Mac OS 内的 Windows 虚拟机上运行 Ansys，但这不受支持，并且您的里程在兼容性方面可能会有所不同，并且性能会受到阻碍。

3.支持的作业调度程序和排队系统支持

4.支持的远程显示应用程序

硬件配置要求-CPU

CPU（处理器）：

目前常用的Intel&AMD CPU均支持

高核心频率是最理想的，但实际频率取决

于核心使用、指令集使用和足够的冷却。

CPU处理器决定计算的求解速度，主要考虑

的是主频和核数。通常而言，ANSYS软件速

度随着CPU的核数和时钟频率（主频）递增。

CPU主频越高，单核的求解速度越快，多核求解过程可以缩短求解时间。在选择CPU的时候，不应一味追求CPU核心数，还需要注意主频；为了达到比较好的加速比，需要关闭超线程Hyper-threading，开启Turboboot。

硬件配置要求-内存

内存（RAM）：

1.内存决定求解规模。内存总量越大，可求解问题规模越大。在有限元计算过程中，CPU 需要与内存间进行大量数据的存取 （I/O），内存带宽越宽，速度越快；所有内存通道工作在最高速率，每块 CPU 应配备等量的内存，每个 CPU 内核配备 8GB 以上内存最佳，建议内存容量在 48 Gb 以上。一般来说，每百万自由度的模型需要 1-1.5G 的内存（根据算法会有所不同）

大内存对隐式结构有限元分析求解器不仅能带来求解更大规模的题目，如果内存足够大还将大大缩短求解时间，因为从内存读取数据的速度，要比从磁盘要高至少一个数量级。配置大内存的工作站或服务器，还需要考虑内存带宽和每个计算内核访问内存的均衡性。有时如果CPU 或内存数量选择不当，可能会降低其频率，只有将这些内存通道全部占满，每个通道的内存容量均衡，而且全部达到最高内存带宽的大内存系统才适合高性能应用。。

2.带宽：内存带宽非常重要，因此获得高频 RAM（即非服务器的 3200 MHz 或更快）。

3.通道：为了以最大速度运行，两（四）个处理器中的所有内存通道都应填充相同数量的内存。

硬件配置要求-硬盘

硬盘驱动器：

存储影响求解速度，需要考虑存储的容量和速度。硬盘容量需要足够大，

用来保证求解过程中的临时文件和永久文件的存储。磁盘的 IO 性能往往

也是制约求解速度的瓶颈。因此应尽可能选用高持续读写速率的磁盘系统

做工作目录，例如高转速的磁盘（15KRPM）、固态硬盘、

基于 Infiniband 的并行文件系统等

强烈建议将 SSD （固态）用于所有模拟工作。如果可能，建议使用 NVMe SSD。建议使用中等耐用性级别（~0.3 DWPD），而不是 QLC NAND。

注意：对于 DMP，程序会为正在使用的每个内核写入结果文件，因此具有较短寻道时间的 SSD 将减少等待硬盘驱动器寻道读取/写入所有这些不同文件的时间。它还有助于后期处理。

硬件配置要求-网络互联

网络互联：

如果采用集群构架求解 DMP 算法的隐式结构有限元问题，高性能互联将有助于提高并行效率。采用 Infiniband 互联的并行效率比采用万兆以太网大约高 30%左右。

如果是集群，则必须使用非常高速的互连（40 Gb/s 以上）。

如果您将在两个或更多节点上并行运行，则 QDR 或 FDR IB 互连（或更好）。

硬件配置要求-显卡&GPU

1.显存主要影响前后处理时模型的显示速度。显卡性能主要对 ANSYS mechanical 软件的前后处理过程中的图形显示速度与效果起作用，包括复杂模型的交互操作，大规模网格显示以及结果后处理生成与显示，对计算过程没有影响；建议采用专业级的图形显卡。（例如 Nvidia Quadro P2000 和 AMD Radeon Pro WX5100 ）。这些将无助于解决时间，仅显示图形。

2.GPU 作为图形处理器，可以参与计算，支持 ANSYS mechanical 的并行求解计算加速Ansys Discovery Live 或 Ansys Discovery 中的探索阶段依靠最新的 GPU 技术来提供其计算和视觉体验。要运行该软件，您将需要：基于 Kepler、Maxwell、Pascal 或 Turing 架构的专用 NVIDIA GPU 卡推荐 Quadro，支持 GeForce。GPU 上至少有 4GB 的视频 RAM（推荐 8GB）

总结

从以上分析可以看出，在进行隐式结构有限元求解器的硬件配置过程中，均衡设计是最重要的基石。下图为根据多个算例测试后，形成的如何根据计算规模来选择各部分硬件的曲线。

一般完成一个有限元分析过程需要前处理、求解和后处理三个步骤。

1.前处理一般在图形工作站上完成，

2.有限元求解可在图形工作站、集群及 SMP 服务器上进行。

3.对于中小问题（例如1000 万节点以内的ANSYS mechanical 问题），一般认为在图形工作站上就可以进行求解；

4.对于中大型问题（例如 1000 万节点以上的 ANSYS mechanical 问题），建议还是在计算性能更高的集群或 SMP 服务器上进行。

5.对于中小型问题，可以在图形工作站上运行有限元后处理程序，读取计算结果进行结果的分析。

但对于大型问题，图形工作站的内存、CPU 或 GPU的处理能力，单个显示器等都有可能成为性能的瓶颈，因此需要专业的可视化系统，包括应用软件和硬件等