Objetivo
El Centro de I+D de GAC ha implementado GPU NVIDIA en su plataforma de nube híbrida para lograr un bajo coeficiente de resistencia récord en un nuevo diseño de coche conceptual.
Cliente
Partner
Altair ultraFluidX
Caso de uso
Simulación de dinámica computacional de fluidos (CFD)
Tecnología
GPU NVIDIA V100 SXM2
Alcanzar la competitividad global
El Centro de I+D de GAC (GAC RDC), establecido en 2006, es una subsidiaria propiedad total de Guangzhou Automobile Group Co., Ltd. (GAC). Se trata del departamento de gestión de tecnología y el centro de sistemas de I+D del Grupo GAC para el desarrollo de nuevos productos para sus dos marcas, GAC Trumpchi y GAC NE, así como nuevas hojas de ruta tecnológicas e importantes implementaciones de I+D.
Para crear una marca competitiva mundial y demostrar sus capacidades tecnológicas y su capacidad de diseño con garantía de futuro, GAC propuso un nuevo prototipo en Auto Guangzhou, responsable del trabajo de I+D de esta visión, y se marcó el importante objetivo de crear un nuevo récord de coeficiente de resistencia aerodinámica más bajo.
Exploración de tecnologías de simulación de CFD eficientes y precisas para la optimización del diseño
La mayoría de los diseños requerían evaluación y optimización a través de la simulación de dinámica computacional de fluidos (CFD). Un desafío clave era la decisión sobre qué tecnología de simulación CFD usar
para mejorar la precisión y la eficiencia de la simulación general. Se utilizaron enfoques de CFD convencionales para permitir la aceleración y la eficiencia con el mecanismo de interfaz de paso de mensajes (MPI) para la programación de recursos de CPU multinúcleo, de computación paralela multiproceso e informática de alto rendimiento (HPC), lo que no solo creó un requisito exigente
para los núcleos de CPU en los clústeres HPC; también presentó desafíos como el alto consumo de energía y el alto coste de mantenimiento de usar los clústeres. El software de CFD basado en enfoques convencionales a menudo exige una mayor calidad de la cuadrícula, un preprocesamiento complejo y una gran inversión en procesos manuales, lo que conduce a una implementación autónoma complicada. Para obtener resultados de simulación de alta precisión, a menudo se requieren cuadrículas a mayor escala y la simulación transitoria, lo que inevitablemente conduce a un fuerte aumento en el consumo de recursos informáticos.
Imagen cortesía del Centro de I+D de GAC
- El Centro de I+D de GAC es el departamento de gestión de tecnología y centro de I+D de Guangzhou Automobile Group.
- El Centro de I+D de GAC construyó una simulación transitoria del campo del flujo de salida de automóviles cuyo resultado fue un nuevo récord de coeficiente de resistencia más bajo.
Imagen cortesía del Centro de I+D de GAC
GAC RDC alcanza un coeficiente de resistencia récord con la plataforma de HPC alimentada por GPU
Para cumplir con los requisitos de I+D del proyecto, GAC RDC ha implementado las GPU NVIDIA V100 SXM2 Tensor Core en su plataforma de nube híbrida y heterogénea para la computación de alto rendimiento, cada una con 5120 núcleos CUDA®. Con una capacidad de computación de punto flotante de doble precisión de 7,8 teraFLOPS (TFLOPS), su eficiencia de computación paralela de GPU mejoró notablemente en comparación con las CPU del mismo modelo con la misma precisión de simulación. Un solo proyecto tiene alrededor de 120 millones de mallas de CFD (partículas), y el cálculo de simulación tarda aproximadamente 10 horas.
El equipo de aerodinámica de GAC RDC ha adoptado el software de CFD Altair ultraFluidX basado en la tecnología de computación de doble precisión de GPU con recursos de computación NVIDIA V100. En menos de seis meses, el equipo ha completado más de 200 simulaciones de CFD transitorias del campo del flujo de salida del vehículo, lo que resultó en varias soluciones viables. El valor de simulación del coeficiente de arrastre en el estado de demostración fue de 0,147 y el valor de prueba fue de 0,146 (por el Centro del Túnel de Viento para Automóviles de Shanghái de la Universidad de Tongji), lo que estableció un nuevo récord en el coeficiente de arrastre más bajo con resultados impresionantes que mejoraban el récord anterior de 0,19. En comparación con la simulación de CFD transitorios basada en enfoques convencionales, el esfuerzo manual requerido para el modelado se redujo en casi un 60 por ciento, y el tiempo total de la simulación se acortó en aproximadamente un 70 por ciento.
Impulsado por la plataforma de nube híbrida para la computación heterogénea de HPC, GAC RDC ha creado un sistema ágil para el desarrollo aerodinámico de vehículos que combina la simulación holográfica de CFD con pruebas en túnel de viento, lo que mejora efectivamente su eficiencia y precisión de desarrollo. Este sistema contribuye a garantizar su liderazgo entre los fabricantes de equipos originales nacionales en la simulación colaborativa de CFD a gran escala y en coeficiente ultrabajo de resistencia del vehículo. Por ejemplo, el coeficiente de arrastre del GAC Trumpchi GS4 Coupé de reciente lanzamiento es de solo 0,295, que es mucho menor que el de los modelos comparables en su segmento de vehículos.
Imagen cortesía del Centro de I+D de GAC
Impulsado por la plataforma de nube híbrida para la computación heterogénea de HPC, GAC RDC ha creado un sistema ágil para el desarrollo de aerodinámica de vehículos que combina simulación holográfica de CFD con pruebas de túnel de viento, lo que mejoró efectivamente su eficiencia y precisión de desarrollo. Este sistema ayuda a garantizar su liderazgo entre los fabricantes de equipos originales nacionales en la simulación colaborativa de CFD a gran escala y en coeficiente ultrabajo de resistencia del vehículo. Por ejemplo, el coeficiente de resistencia del recientemente lanzado GAC Trumpchi GS4 Coupé es de solo 0,295, mucho menor que el de los modelos comparables en su segmento de vehículos.
Por qué NVIDIA
- Acelera el desarrollo de la aerodinámica de los vehículos con entradas de modelado más bajas y un tiempo de simulación más rápido
- Automatiza simulaciones de CFD transitorias de alta precisión con computación paralela de GPU
- Reduce el alto consumo de energía y los costes de mantenimiento del uso de CPU multinúcleo
Diseño impulsado por simulación para un coeficiente de- resistencia bajo en vehículos eléctricos alimentados por batería
Con las estrictas regulaciones nacionales sobre el consumo de combustible y unos requisitos más altos para el alcance de los vehículos eléctricos alimentados mediante batería (BEV), el desarrollo de la aerodinámica del vehículo es cada vez más importante. Como la resistencia al viento representa una parte importante de la resistencia a la conducción a alta velocidad, la reducción del coeficiente de resistencia constituye una de las principales estrategias para los fabricantes de equipos originales a fin de reducir el consumo de energía y las emisiones. Debido al alto coste de las pruebas en túnel de viento y la falta general de cámaras propias de pruebas en túneles de viento a gran escala por parte de los fabricantes de equipos originales nacionales, una solución de simulación de CFD integrada y rentable desempeñará un papel clave en el diseño de modelos impulsados por simulación que cuenten con un coeficiente de resistencia ultrabajo.