Millennium M1で、CFD解析によるシステム設計と分析を高速化

数値流体力学(CFD解析)シミュレーションは、長い設計サイクルを短縮し、コストのかかる実験の回数を減らすために使用されてきました。しかし、従来のCFD解析で使われるソルバー技術やコンピューティング資源の精度と速度の限界は、CFD解析の可能性を抑制してきました。このような課題により、CFD 解析のユーザは効率的なバーチャルエンジニアリングを行うことができませんでした。

業界初ターン・キー式のCFD解析ソリューションであるCadence Millennium M1 は、ラージエディシミュレーション(LES)用のCadence Fidelity LES Solverなど、クラス最高のGPU常駐型CFDソルバーと拡張性の高いハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)ハードウェアの組み合わせにより、このような課題を克服し、かつてないパフォーマンスの向上を実現しました。高品質な合成データを迅速に生成することで、生成AIが精度を損なうことなく最適なシステム設計ソリューションを素早く特定できます。

Millennium M1は、航空宇宙、自動車、発電、ターボ機械などのアプリケーションにおけるLESの実用的な適用を拡大し、ターンアラウンドタイム(TAT)を数日から数時間に短縮します。

Millennium M1

設計時間とコンピューティング・リソースを節約

GPUアクセラレーション

クラス最高のGPU常駐型CFDソルバーが、最小限の消費電力で最速の結果を提供

ターンキー・ソリューション

Fidelity CFDソフトウェアとHPCハードウェアを組み合わせた即日使用可能なCFDスーパーコンピューティングソリューション

パフォーマンスの最適化

拡張可能なHPCアーキテクチャと最新のGPU常駐型ソルバーが、最適なシステムパフォーマンスを実現

高い拡張性

スタック可能な演算ノードはアプリケーションに合わせて拡張でき、TATの短縮を実現

CFDスーパーコンピューティングのためのハードウェアとソフトウェアの統合プラットフォーム

GPUアクセラレーション

GPUアクセラレーションはhigh-fidelity CFDに変革をもたらし、航空宇宙、自動車、ターボ機械、その他多くの産業に大きな影響を与えています。CFD解析にGPUコンピューティングを活用することで、エンジニアリングの効率が向上します。演算機能への投資額が一定であれば、FidelityのLESソルバーを用いると、CPUに比べてスループットが最大10倍向上します。シミュレーションのスループットが一様の場合、GPUコンピューティングとCPUコンピューティングのエネルギーは約17倍削減が可能です。

ケース 説明 グリッドサイズ
(million of cells)
Milennium ノード ターンアラウンドタイム(hours)
TUM DrivAer Automobile Drag and wake prediction 144 2 4.6
NASA SDT Turbofan Turbofan performance and noise 142 2 6.7
GE E3 Combustor Liner temperature and exit profile 179 2 7.8
JSM Airframe Max lift polar and stall structure 185 2 13.9

Millennium M1は、自動車、航空宇宙、ターボ機械などのアプリケーションに関するシミュレーションのTATを短縮、同日中に達成することができます。

スケーラビリティ

Millennium M1は、外部空気力学や空力音響学から燃焼やマルチフィジックスに至るまで、あらゆるアプリケーションにおいてほぼ直線的なスケーラビリティを実現します。例えば、着陸態勢のリアルな航空機の正確なシミュレーションを、わずか2つのGPUノードで14時間以内に行うことができます。

Fidelity LES scalability on Millennium M1 for joint strike missile (JSM) airframe
Fidelity LES scalability on Millennium M1 for joint strike missile (JSM) airframe

High-Fidelity LES

Millennium M1のFidelity LESソルバーは、先進的な数値計算法とモデルを組み合わせ、GPUアクセラレーションによるコスト効率に優れた高いスループットを可能にするシミュレーションです。独自ソルバーの離散化と最新のサブグリッドスケールおよび壁面モデルを組み合わせることで、グリッド解像度に対して卓越したロバスト性を実現するLES機能を提供します。

Sandia flame D experiments compared to Fidelity CharLES results for different mesh sizes
Sandia flame D experiments compared to Fidelity CharLES results for different mesh sizes

クラウド対応

Millennium M1には、「クラウド」と「オンプレミス」2つのオプションがあります。

クラウド
Millennium Cloudは、ケイデンスがホスティングし、アプリケーションに合わせて拡張可能なスタッカブルなコンピューティング ノードを提供します。汎用環境と国際武器取引規制(ITAR)認定環境が利用可能です。

オンプレミス
ケイデンスは、Millennium M1を、お客様のITインフラストラクチャにオンプレミスでインストールできるターンキー・ソリューションの提供もしています。これにより、すぐにCFDスーパーコンピューティングを使用することができます。

広がるHigh-Fidelity LESの実用化

Millennium M1により、設計者は幅広いアプリケーションのエンジニアリング効率を向上させることができます。最新のモジュールを用いたスケーラブルなHPCアーキテクチャに、ケイデンスのFidelity CFDソフトウェアが事前に実装されており、これまでにないパフォーマンスを発揮します。

Automotive

自動車の空気力学は、バッテリー電気自動車の航続距離や、内燃エンジン(ICE)自動車の燃費/温室効果ガス(GHG)のフットプリントを決定する上で重要な役割を果たします。設計者が自動車の空気力学を用いる際は、設計におけるいくつかの考慮事項を評価する必要があります。シミュレーションツールの精度が低いと、わずかな改善のチャンスに気が付かないだけでなく、最悪の場合として設計を誤った方向に進める可能性があります。

Millennium M1のFidelity LESソルバーは、風洞の精度に関し、空気力学に基づく予測のために必要な精度と正確さを、従来の手法で達成していたTATで提供します。

High-fidelity CFD simulation of the external aerodynamics of a car with the Fidelity LES solver
High-fidelity CFD simulation of the external aerodynamics of a car with the Fidelity LES solver

航空宇宙

Millennium M1では、低速から遷音速、超音速まで、さまざまな流れの領域を含む複雑な形状の空力特性を予測することができます。また、微妙な形状設計の変更による自動車の抗力の変化や、民間航空機の高迎角の翼型において失速の発生を捉えることができます。

Predicting lift and stall of a commercial aircraft
Predicting lift and stall of a commercial aircraft

ターボ機械

Millennium M1は、LESシミュレーションの所要時間を数日から数時間に短縮し、high-fidelity CFDに変革をもたらします。複数のhigh-fidelityシミュレーションを1日で実行できるため、複雑な設計空間をかつてないスピードと精度で探索でき、大規模なデジタルツインシミュレーションと解析が可能になります。

Combustion, heat transfer, and durability of the NASA E3 aviation combustor
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