Obiettivo
Il Centro di Ricerca e Sviluppo di GAC ha implementato le GPU NVIDIA sulla sua piattaforma cloud ibrida per ottenere un coefficiente di resistenza aerodinamica basso da record su un nuovo design di concept car.
Cliente
Guangzhou Automobile Group Co., Ltd. (gruppo di GAC)
Partner
Altair UltraFluidX
Scenario di utilizzo
Simulazione di Fluidodinamica Computazionale (CFD)
Tecnologia
GPU NVIDIA V100 SXM2
Raggiungere la competitività globale
Il Centro di Ricerca e Sviluppo di GAC (GAC RDC), fondato nel 2006, è una consociata interamente controllata di Guangzhou Automobile Group Co., Ltd. (GAC). È il dipartimento di gestione tecnologica e il centro di sistema di ricerca e sviluppo del Gruppo GAC per lo sviluppo di nuovi prodotti per i suoi due marchi, GAC Trumpchi e GAC NE, nonché nuove roadmap tecnologiche e importanti implementazioni di ricerca e sviluppo.
Per costruire un marchio competitivo a livello globale e dimostrare le sue capacità tecnologiche e la sua capacità progettuale a prova di futuro, GAC ha proposto una nuova concept car presso Auto Guangzhou – responsabile del lavoro di ricerca e sviluppo di questa visione – e ha fissato un importante obiettivo per creare un nuovo record per il più basso coefficiente di resistenza aerodinamica.
Esplorare tecnologie di simulazione CFD efficienti e precise per l'ottimizzazione del design
La maggior parte dei progetti ha richiesto valutazione e ottimizzazione attraverso la simulazione di fluidodinamica computazionale (CFD). Una sfida chiave era quella di decidere quale tecnologia di simulazione CFD utilizzare per migliorare l'accuratezza e l'efficienza complessiva della simulazione.
Gli approcci CFD convenzionali sono stati utilizzati per consentire l'accelerazione e l'efficienza con il meccanismo di Message Passing Interface (MPI) per la pianificazione delle risorse di CPU multi-core, multi-thread parallel computing e high-performance computing (HPC). Questo non solo ha creato un requisito elevato per i core della CPU nei cluster HPC, ma ha anche presentato sfide come l'elevato consumo di energia e gli elevati costi di manutenzione per l'utilizzo dei cluster.
Il software CFD basato su approcci convenzionali spesso richiede una qualità della griglia superiore, una pre-elaborazione complessa e pesanti investimenti in processi manuali, che porta a difficoltà di implementazione autonoma. Per ottenere risultati di simulazione ad alta precisione, sono spesso necessarie griglie su larga scala e simulazione transitoria, che porta inevitabilmente a un forte aumento del consumo di risorse di calcolo.
Immagine per gentile concessione di GAC R&D Center
- Il Centro di R & S di GAC è il dipartimento di gestione della tecnologia e il centro di R & S di Guangzhou Automobile Group.
-
v
- Il Centro di Ricerca e Sviluppo di GAC ha realizzato una simulazione transitoria del campo di deflusso automobilistico che ha portato a un nuovo record per il più basso coefficiente di resistenza aerodinamica.
Immagine per gentile concessione di GAC R&D Center
GAC RDC raggiunge un coefficiente di resistenza aerodinamica da record con la piattaforma HPC alimentata da GPU
Per soddisfare i requisiti del progetto per la ricerca e lo sviluppo, GAC RDC ha implementato le GPU NVIDIA V100 SXM2 Tensor Core sulla sua piattaforma cloud ibrida eterogenea per il calcolo ad alte prestazioni, ognuna con 5.120 core CUDA®. Con una capacità di calcolo in virgola mobile a doppia precisione di 7,8 teraFLOPS (TFLOPS), l'efficienza di calcolo parallelo della GPU è notevolmente migliorata rispetto alle CPU dello stesso modello con la stessa precisione di simulazione. Un singolo progetto ha circa 120 milioni di griglie CFD (particelle) e il calcolo della simulazione richiede circa 10 ore.
Il team di aerodinamica GAC RDC ha adottato il software CFD ultraFluidX di Altair basato sulla tecnologia di calcolo a doppia precisione della GPU con risorse di calcolo NVIDIA V100. In meno di sei mesi, il team ha completato oltre 200 simulazioni CFD transitorie del campo di uscita del veicolo, ottenendo diverse soluzioni valide. Il valore di simulazione del coefficiente di resistenza aerodinamica nello stato demo era di 0,147 e il valore di test era di 0,146 (secondo lo Shanghai Automotive Wind Tunnel Center della Tongji University), stabilendo un nuovo record sul coefficiente di resistenza aerodinamica più basso con risultati impressionanti rispetto al precedente record di 0,19. Rispetto alla simulazione CFD transitoria basata su approcci convenzionali, lo sforzo manuale necessario per la modellazione è stato ridotto di quasi il 60% e il tempo di simulazione totale è stato ridotto di circa il 70%.
Alimentato dalla piattaforma cloud ibrida per il calcolo eterogeneo HPC, GAC RDC ha costruito un sistema agile per lo sviluppo dell'aerodinamica dei veicoli che combina la simulazione olografica CFD con i test in galleria del vento, migliorando effettivamente l'efficienza e la precisione dello sviluppo. Questo sistema aiuta a garantire la sua leadership tra gli OEM nazionali nella simulazione collaborativa CFD su larga scala e nel coefficiente di resistenza del veicolo ultra-basso. Ad esempio, il coefficiente di resistenza aerodinamica del GAC Trumpchi GS4 Coupe lanciato di recente è solo 0,295, che è di gran lunga inferiore a quello dei modelli comparativi nel suo segmento di veicoli.
Immagine per gentile concessione di GAC R&D Center
Basato sulla piattaforma cloud ibrida per il calcolo eterogeneo HPC, GAC RDC ha creato un sistema agile per lo sviluppo dell'aerodinamica dei veicoli che combina la simulazione olografica CFD con i test in galleria del vento, migliorando in modo efficace l'efficienza e la precisione dello sviluppo. Questo sistema aiuta a garantire la sua leadership tra gli OEM nazionali nella simulazione collaborativa CFD su larga scala e nel coefficiente di resistenza del veicolo ultra-basso. Ad esempio, il coefficiente di resistenza aerodinamica della GAC Trumpchi GS4 Coupé, lanciata di recente, è di soli 0,295, molto inferiore a quello dei modelli comparativi nel suo segmento.
Perché scegliere NVIDIA
- Accelera lo sviluppo dell'aerodinamica dei veicoli con input di modellazione inferiori e tempi di simulazione più rapidi
- Automatizza simulazioni CFD transitorie ad alta precisione con il calcolo in parallelo delle GPU
- Riduci gli elevati consumi energetici e i costi di manutenzione derivanti dall'utilizzo di CPU multi-core
Progettazione guidata dalla simulazione per un basso coefficiente di resistenza nei veicoli elettrici alimentati a batteria
Con le severe normative nazionali sul consumo di carburante e i requisiti più elevati per l'autonomia dei veicoli elettrici alimentati a batteria (BEV), lo sviluppo dell'aerodinamica dei veicoli sta diventando più importante che mai. Poiché la resistenza al vento rappresenta una parte importante della resistenza della guida ad alta velocità, la riduzione del coefficiente di resistenza è una delle principali strategie per gli OEM per ridurre il consumo di energia e le emissioni. A causa del costo molto elevato dei test in galleria del vento e della generale mancanza di camere di prova in galleria del vento su scala reale da parte degli OEM domestici, la soluzione di simulazione CFD integrata e economica giocherà un ruolo fondamentale nella progettazione di modelli basati sulla simulazione che presentano un coefficiente di resistenza ultrabasso.