Erschließung der Leistung und Flexibilität bei der Produktentwicklung mit NVIDIA RTX
Conjugate heat transfer of a launch vehicle fuel-oxidizer injector using OpenFOAM
Ziel
Entdecken Sie, wie M4 Engineeringit mit den mobilen Workstations HP ZBook Studio und ZBook Fury mit NVIDIA RTX A5500 komplexe Produktdesign- und Engineering-Simulationen von überall aus bewerkstelligen konnte.
Kunde
M4 Engineering Inc.
Partner
HP Inc.
Anwendungsfall
Simulation / Modellierung / Design
Produkte
NVIDIA RTX
Erweiterte Leistung und Flexibilität für Produktentwicklungs-Workflows
Das 2001 gegründete Unternehmen kombiniert modernste Softwareentwicklung mit Fachwissen in multidisziplinärem Design, Analyse und Optimierung. M4 Engineering konzentriert sich auf das gesamte Spektrum der Disziplinen, einschließlich Strukturmechanik, Biomechanik, Wärmeübertragung, Aerodynamik, Trajektorie, Kosten, aerodynamische Erwärmung, Strömungsmechanik und Steuerung.
Das Team von M4 Engineering ist auf Design, Analyse und Optimierung komplexer Hochleistungssysteme spezialisiert, die typischerweise in Elektroflugzeugen, eVTOL-Fluggeräten, Mobilität im urbanen Luftraum sowie in konventionellen Flugzeugen und Raumfahrzeugen zu finden sind. M4 Engineering befasst sich mit komplizierten Herausforderungen in Bezug auf Gewichtsvorhersage, Rotordynamik und Fahrzeugoptimierung.
Das Team von M4 Engineering setzt eine Vielzahl von 3D-Design- und Simulationsanwendungen ein, um den Anforderungen des Projekts und seiner Kunden gerecht zu werden. Für CAD verwendet das Team hauptsächlich Siemens NX für große Baugruppen mit Hunderten bis Tausenden von Teilen sowie SOLIDWORKS. Für Struktursimulationen verwendet das Team Siemens Simcenter 3D, Ansys Mechanical und Dassault Systèmes SIMULIA Abaqus. Für die numerische Fluiddynamik setzt das Team auf GPU-beschleunigte Anwendungen wie Siemens Simcenter STAR-CCM+ und FUN3D. Um die Workflows weiter zu verbessern, suchten die Ingenieure von M4 nach Lösungen, die mehr Flexibilität und Mobilität bieten – egal ob im Büro oder an einem entfernten Standort – ohne dabei Kompromisse bei der Hardwareleistung einzugehen.
Mit den mobilen Workstations HP ZBook Studio und ZBook Fury mit NVIDIA RTX A5500™ konnte das Team von M4 die technischen Workflows erhöhen, die Effizienz bei der Ausführung mehrerer rechenintensiver technischer Anwendungen steigern und komplexe Programme und Designs bearbeiten, und das von jedem Ort aus.
Bild mit freundlicher Genehmigung von M4 Engineering Inc.
Simulation eines menschlichen Oberkörpers, der einer Unterwasser-Explosion ausgesetzt ist
Image courtesy of M4 Engineering Inc.
External aerodynamics of a launch vehicle in hypersonic flight using FUN3D
3D-Modelle und Simulationen aus der Ferne handhaben
Das Team von M4 kümmert sich um den Aufbau großer Systeme und Subsysteme mit tausenden von Teilen, die umfangreiche Simulationen erfordern. Gleichzeitig müssen die Ingenieure mobil sein, wenn sie beim Kunden, an entfernten Standorten oder in Fertigungs- und Testeinrichtungen eingesetzt werden. Das veranlasste M4 Engineering dazu, nach Technologien zu suchen, die ihren Anforderungen gerecht werden und gleichzeitig die Gesamtkosten senken und die Zeitpläne für die Design- und Erstellungsprozesse beschleunigen.
Bei M4 ist die schnelle Iterierung von Designs sehr wichtig. Das Team hat festgestellt, dass schneller bessere Designs erzielt, wenn es die Details für Formen, Materialien oder Anordnungen in den Designs schon früher im Designprozess festlegen kann. Das Unternehmen wollte Technologien, die Simulationen auf GPUs beschleunigen können, sodass die Ingenieure schneller Ergebnisse liefern können. Durch die Verwendung von GPUS können sie mehr Simulationen schneller ausführen, was zu besseren Einblicken und Design-Iterationen in kürzerer Zeit führt.
„Wir haben erkannt, wie wichtig es für die Verbesserung unserer Designs ist, unseren Ingenieuren Werkzeuge bereitzustellen, die eine schnelle Iteration ermöglichen, und das wichtigste Werkzueg eines modernen Ingenieurs ist sein Computer“, so Brian Rotty, Chefingenieur bei M4 Engineering. „Ein schneller, leistungsstarker Computer führt direkt zu schnelleren und strafferen Zyklen für die Planung, Analyse, Implementierung und Bewertung. Wenn mehr Iterationen getestet werden können, können wir optimalere Lösungen finden.“
Darüber hinaus wollte M4 Engineering die Art und Größe der Berechnungen erweitern, die auf die GPU ausgelagert werden können. Ziel war es, die Workflow-Kapazitäten mit mehreren Anwendungen ihrer Benutzer zu verbessern, um eine umfangreiche Hintergrundverarbeitung verschiedener Datensätze zu ermöglichen und gleichzeitig eine gute Leistung für Echtzeitanwendungen beizubehalten. Dadurch könnten die Ingenieure ihre Designs im Vordergrund iterieren, während die Analyse und Bewertung im Hintergrund stattfindet, ohne sich um die Leistung sorgen zu müssen.
Das HP ZBook Fury mit der NVIDIA RTX A5500 ermöglicht diese Art von Multianwendungs-Workflow unter Beibehaltung reibungsloser, reaktionsschneller Schnittstellen, sodass Benutzer größere CAD-Baugruppen und Analysen bearbeiten können.
Bild mit freundlicher Genehmigung von M4 Engineering Inc.
Simulation eines menschlichen Oberkörpers, der einer Unterwasser-Explosion ausgesetzt ist
Starke Leistung für unterwegs
Die mobilen Workstations HP ZBook Studio und ZBook Fury mit NVIDIA RTX A5500 GPU ermöglichten es dem M4 Engineering-Team, intensive Workloads in einer leichten, eleganten mobilen Workstation zu bewältigen – von überall aus. Mit den Workstations mit NVIDIA RTX konnten die M4-Ingenieure mühelos umfangreiche 3D-Workflows mit mehreren Anwendungen, Rendering, Simulation, Datenanalyse und Visualisierung unterwegs meistern.
Das ZBook Studio liefert fortschrittliches visuelles Computing überall in einem dünnen und leichten Format. Und das ZBook Fury bietet HPs höchste mobile Workstation-Leistung. Die mobilen Workstations von HP mit RTX bieten den M4 Engineering-Teams mehr Leistung, Geschwindigkeit und Flexibilität für die Ausführung von Grafik- und rechenintensiven Softwareanwendungen. Dies erleichtert den Benutzern die Durchführung von konzeptionellem, detaillierten und industriellen Design, Analysen und Simulationen mit einem Schwerpunkt auf Strukturen, Aerodynamik, Flugleistung und Dynamik sowie Lasten und Vibrationen.
Die NVIDIA RTX A5500 ist die professionellste NVIDIA GPU für mobile Workstations und bietet die Leistung, Zuverlässigkeit und Funktionen, die für anspruchsvolle Multi-Anwendungs-Workflows erforderlich sind. Dies ermöglicht es Benutzern, die anspruchsvollsten Grafik- und Rechen-Workloads auf mobilen Workstations zu bewältigen, und mit den großen Speicherkapazitäten und Leistungssteigerungen der NVIDIA RTX können Teams frei an 3D-Modellen und Simulationen arbeiten, ohne sich um die Größe der Datensätze kümmern zu müssen.
„Die NVIDIA RTX A5500 GPU, verpackt von HP in einem gut durchdachten Formfaktor, hat unsere Produktivität verbessert und Workflows freigegeben, die noch vor kurzem unpraktisch waren“, sagte Herr Rotty. „Zusammen mit Tonnen von RAM und einer Reihe von blitzschnellen NVMe SSDs können unsere Workstations jetzt mit Hardware der Serverklasse konkurrieren und erlauben unserem Team, von Kundenstandorten oder von zu Hause aus und auch unterwegs zu arbeiten. Uns ist noch kein technisches Problem begegnet, das nicht durch das ZBook Fury mit RTX A5500 verringert oder sogar vollständig gelöst werden konnte.“
Fortschrittliches Visual Computing der nächsten Ebene
Die NVIDIA RTX A5500 erweitert die Möglichkeiten der technischen Simulation während des Designprozesses mit beschleunigten Software-Tools in Echtzeit für Struktur-, Thermal- und Strömungsaanalysen. Mit der leistungsstarken GPU kann das Team mühelos mit riesigen Datensätzen und großen Baugruppen in CAD arbeiten und komplexe, anwendungsübergreifende Produktentwicklungs-Workflows effizient bewältigen.
„Mit der NVIDIA RTX A5500 GPU kann ich CUDA-beschleunigte Strömungsdynamiksimulationen in einem Bruchteil der Zeit durchzuführen, nur mit meiner persönlichen Workstation“, sagte Edward Szwabowski, Chefingenieur für Aerodynamik bei M4 Engineering. „Die Multianwendungs-Workflows in der Produktentwicklung, die wir bei M4 verwenden, werden von der NVIDIA RTX A5500 und ihrem großen Speicher gut unterstützt. Mein Team kann größere CAD- und CAE-Datensätze als zuvor verarbeiten und wir können mit diesen größeren Datensätzen gleichzeitig interagieren und sie iterieren, indem wir den zusätzlichen GPU-Speicherplatz und die Rechenfunktionen dieser neuen Karte nutzen.“
Das HP ZBook Studio ist der schnellste Allzweckcomputer, den das Team je verwendet hat. Sie fanden, die Echtzeit-CAD-Leistung der GPU war beeindruckend, und das ZBook Studio konnte die größten CAD-Baugruppen verarbeiten, die sie auftreiben konnten. Das ZBook Fury lieferte eine extrem schnelle Leistung im Alltag mit reaktionsschnellen Benutzeroberflächen unter Windows 10, selbst unter starker Last. Dan Hammerand, Hauptuntersuchungsleiter für F&E bei M4 Engineering, sagte:
„Das HP ZBook Fury Workstation-Laptop bietet eine hervorragende Leistung für die Entwicklung und Simulation von Engineering-Modellen. Im Vergleich zu einem Standard-Workstation-Laptop bietet es eine doppelte Geschwindigkeitssteigerung, selbst bei komplexen Simulationen.“ Dies ermöglichte ein schnelleres Modell-Debugging, schnellere Handelsstudien und die Möglichkeit, größere Modelle auszuführen.
M4 Engineering arbeitet an Designs, die sich auf die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Leistung von realen Produkten im öffentlichen und privaten Sektor auswirken. Mit der HP Fury und der RTX A5500 können die Teams zusätzliche Einblicke und Optimierungen erhalten, um die Designs dieser realen Produkte zu verbessern.