Moldex3D高效多核與平行計算技術模組應用功能介紹

- 效多核與平行計算技術模組:

 對於工業界的使用者而言,模流分析最重要的三個要素就是:使用便利性、正確性與速度。三維實體模流分析技術可以提供許多傳統2.5D模流分析技術所不能提供的優點,例如與CAD的整合、分析正確性、模型最少簡化…等等。然而,三維模流分析在完全不簡化模型的情況下,無可避免增加了許多計算上的負擔,使得計算時間增長。Moldex3D所採用的高效能有限體積法(HPFVM, High-Performance Finite Volume Method),雖然已經是目前商用CAE軟體中計算效能最高的一種,但是當面臨大型模具,以及客戶快速分析的期望時,仍有相當大的改進空間。

Moldex3D eDesign在業界率先支援平行計算,以求大量增進分析計算效能,在最短時間內完成複雜、內含大量網格元素的模型分析數據。高效率的平行化計算核心可進行完整的充填、保壓、冷卻、翹曲、玻纖排向、反應射出…等計算。此外,Moldex3D eDesign平行計算技術可同時支援多CPU和叢集式電腦計算。

在計算速度的提升上,CPU的速度雖然年年推陳出新,在某種程度上可以加速計算的效率。但是單由CPU內頻速度與外頻速度所提升的效能,仍無法完全滿足工業界對分析速度與分析複雜度的要求。例如汽車關鍵零組件、纖維補強複合材料成型、精密光學零件…等等,對於分析速度與複雜度的要求皆由於產業的快速變遷,而與日俱增。分析複雜度越高,所需的計算時間與記憶體就越多,因此現有的單CPU電腦一般來說無法完全滿足工業界的需求。多核心CPU電腦組成的叢集平行計算,便成為最可行的解決方案。



Moldex3D計算叢集的節點種類可分為四種:

• 客戶端節點(Client node): 負責設定計算參數, 查看Model以及計算結果
• 頭節點(Head node): 負責進行平行計算的啟動, 工作的排程, 以及叢集的管理
• 儲存節點(Storage node): 負責儲存專案分析資料以及Moldex3D程式
• 計算節點(Compute node): 負責執行平行計算

 

在一個規模較小的(僅包含四個節點的)叢集中, 其中一節點會同時具備頭節點, 儲存節點和計算節點的角色, 我們將它稱為管理節點(Manage node)

效能顯著的案例探討

下列圖表顯示Moldex3D Flow平行計算在不同模型之比較。測試平台採用4個節點的叢集電腦,每個節點有一顆Intel Core i7處理器。在管理節點(Manage node)安裝Windows Server 2008 R2 64bit作業系統, 而在其他3個計算節點上安裝Windows 7 64Bit作業系統. 對Moldex3D Flow而言,儘管加速表現有時必須視模型幾何而定,但一般加快速度成效普通仍可達9到10倍以上。充填分析通常最為耗時,因此下表可看出計算時間明顯節省許多。

 

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