
利用计算机解决工程流体流动问题是一种方法。
2006年5月正式成为Ansys共享先进家庭的重要成员Ansys公共CAE技术。
数值计算方法有几个困难:
1.很大程度上依赖经验和技能;
2.数值处理方法可能导致计算结果不真实;
今天,让我们通过实证来看看如何实现它。
某大学实验室使用Ansys Fluent进行,因为科研项目需要结束,所以需要结束。
该实验室有。根据以往的经验,需要完成这组任务才能完成。
实验室老师也考虑过使用超算。
fastone企业版产品
Ansys Fluent 20.20
CentOS 7.6
产生油/气能和环境应用
航天和涡轮机械的应用
汽车工业的应用
热交换应用
电子/HVAC应用
材料处理应用
建筑设计与火灾研究
Ansys Fluent2016年,他一直声称自己支持高效的并行计算功能CRAY和HLRS超算创造了世界纪录,将Fluent计算机核心扩展到1.72万多个。
基于有限单位法的CFD类计算,特别是在选择隐式格式和耦合算法时,在不同的计算节点上并行计算,需要在每个迭代步骤节点之间进行大量的数据交换。
针对这一特性,我们分别在云端选择了计算优化型实例和网络加强型实例进行验证。
关于这一点,下次再细说。
这篇文章《亿万打工人的梦想:16万CPU基于这四个主流调度器,我们将与您一起使用:LSF/SGE/Slurm/PBS以及他们的演化版进行了梳理和盘点。
技术架构图:
实证场景一
云扩展验证
理想值 VS 云计算优化实例
结论:
1.在云中使用计算优化实例。当调度资源低于480核时,云具有良好的可扩展性。
2.随着核数的逐渐增加,随着节点间通信费用指数的上升,随着线程数的增加,性能的提高逐渐放缓。当核数增加到960核时,计算优化实例需要106.6小时比理想耗时16小时.6小时。
实证过程:
1.云调度120计算优化实例运算一组Fluent任务,耗时721.8小时;
2.云调度240计算优化实例运算一组Fluent任务,耗时362.2小时;
3.云调度360计算优化实例算一组Fluent任务,耗时242.4小时;
4、云端调度480核计算优化型实例运算一组Fluent任务,耗时183.3小时;
5、云端调度600核计算优化型实例运算一组Fluent任务,耗时152.1小时;
6、云端调度720核计算优化型实例运算一组Fluent任务,耗时130.8小时;
7、云端调度840核计算优化型实例运算一组Fluent任务,耗时117.3小时;
8、云端调度960核计算优化型实例运算一组Fluent任务,耗时106.6小时。
实证场景二
云端扩展性验证
云端计算优化型实例 VS 云端网络加强型实例
结论:
1、在云端使用云端网络加强型实例,调度960核计算资源,最多可将运算一组Fluent任务的耗时从本地单机环境的45天缩短到90.6小时(3.775天),可满足该实验室“一周内完成”的要求;
2、网络加强型实例有效解决了Fluent任务并行计算节点间通信问题,在云上展现出了良好的线性扩展性。在相同的核数下,网络加强型实例的线性十分接近理想值。也就是说,如果核数增加,仿真所需时间会成比例缩短。
实证过程:
1、云端调度120核网络加强型实例运算一组Fluent任务,耗时720.1小时;
2、云端调度240核网络加强型实例运算一组Fluent任务,耗时360.3小时;
3、云端调度360核网络加强型实例运算一组Fluent任务,耗时240.2小时;
4、云端调度480核网络加强型实例运算一组Fluent任务,耗时180.2小时;
5、云端调度600核网络加强型实例运算一组Fluent任务,耗时144.4小时;
6、云端调度720核网络加强型实例运算一组Fluent任务,耗时121.1小时;
7、云端调度840核网络加强型实例运算一组Fluent任务,耗时103.3小时;
8、云端调度960核网络加强型实例运算一组Fluent任务,耗时90.6小时。
实证场景三
任务提交方法
journal标准流程化模式 VS Fluent应用图形界面模式
我们为有编程基础的用户提供journal标准流程化模式,用户可在Web浏览器中直接提交已编写好的journal文件,开启云端Fluent任务,方便快捷。
而对于无编程基础的用户提供Fluent应用图形界面模式,用户可通过Web浏览器启动集群,跳转到虚拟桌面,并可在该桌面直接操作Fluent应用进行相应设置以开启云端Fluent任务。
journal标准流程化模式分为三个步骤
1、通过Web浏览器登录fastone平台;
2、在Web界面新建任务、选择应用、配置资源;
3、在应用中选择journal文件(即Fluent脚本文件),输入所需资源和应用参数(如求解器精度),提交任务。
该种方式要求用户有能力自定义journal文件,即需要用户具有一定的编程基础。由于该高校科研组缺乏相应编程能力,fastone为其提供了Fluent应用图形界面提交方式。
Fluent应用图形界面模式有四个步骤
1、通过Web浏览器登录fastone平台;
2、在Web界面新建集群、配置资源;
3、在已创建的集群点击WebVNC远程桌面图标(同时提供WebSSH远程命令行功能);
4、跳转到虚拟桌面,可在该桌面直接操作Fluent应用进行相应设置以提交任务。
该种方式模拟出了Fluent的原生界面,用户更为熟悉操作环境,使用体验较好。
平台还支持实时查看残差曲线,监控计算的收敛情况。
实证场景四
用户模式
普通用户模式 VS 高级用户模式
上一个场景里的journal标准流程化模式就是通过Web浏览器选择新建任务、选择应用、上传文件,输入参数,配置资源等一系列向导式路径提交任务。
而对于高级用户,比如本身对应用工作流的理解和编程能力超强,可以不用走普通用户通过应用向导式提交的路径,可以直接根据自己写的脚本,通过Web浏览器选择新建集群,然后按需动态地在云端创建HPC集群。
关于我们在云端部署自动化模式VS传统手动模式间的巨大差异可查看:EDA云实证Vol.1:从30天到17小时,如何让HSPICE仿真效率提升42倍?
关于我们的Auto-Scale功能自动监控用户提交的任务数量和资源的需求,动态按需地开启所需算力资源,在不够的时候,还能根据不同的用户策略,自动化调度本区域及其他区域的目标类型或相似类型实例资源,看这篇:生信云实证Vol.3:提速2920倍!用AutoDock Vina对接2800万个分子
实证小结
1、Fluent任务能够在云端有效运行;
2、fastone能够快速获取大量云端算力,大幅缩短项目周期;
3、针对Fluent应用对节点间数据通信的高要求,选择网络加强型实例可以在云端达到很好的高效率并行性;
4、针对不同的用户,fastone提供多种任务提交方式以供选择,既支持journal标准流程化模式,也支持Fluent应用图形界面模式;
5、fastone平台支持实时查看残差图;
6、高级用户可以根据自定义脚本,直接在云端创建HPC集群。
本次CAE行业Cloud HPC实证系列Vol.5就到这里了。
在下一期的CAE云实证中,我们将利用速石平台使LS-DYNA模拟性能得到极大提升。
未来我们还会带给大家更多领域的用云“真香”实证,请保持关注哦!
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