Моё детство прошло с конструктором LEGO, и я до сих пор к нему неравнодушен. Новое поколение инженеров имеет в своём распоряжении другие технологии: виртуальную реальность и игровые миры типа Minecraft. Без сомнения, подход будущих инженеров к работе во многом будет определяться тем, как сегодняшние школьники взаимодействуют с компьютерными играми.

Интерактивный режим работы с формой объектов уже довольно прочно вошёл в обиход CAD-продуктов и систем компьютерной графики. Однако в области оценки характеристик изделий и их функциональной пригодности до интерактивного режима было ещё далеко. Проведение расчётов в инженерной сфере традиционно ограничивалось узкоспециализированными расчётными отделами, в которых работали высококвалифицированные инженеры-расчётчики. Сами же расчёты занимали несколько дней или даже недель. Из-за этих ограничений менее 10% сегодняшних инженеров используют программы для физического моделирования, а более 80% проектных решений не проходят расчётную оценку.

Несмотря на развитие современных технологий, сфера разработки новых продуктов по-прежнему соответствует уровню конструктора LEGO: мы строим что-то новое и тут же его испытываем, чтобы оценить функциональные свойства получившегося изделия. Зачастую инженеры вынуждены закладывать излишние запасы прочности, так как проведение точных расчётов может занять несколько недель, которые невозможно выделить ввиду ограниченных сроков проекта. Разработка перетяжелённых и неэффективных изделий может оказаться действительно более экономически выгодной, чем проведение оптимизационных расчётов.

Но технологии не стоят на месте, и ситуация с использованием технологий физического моделирования подходит к переломному моменту. Архитектуры современных видеокарт NVIDIA предоставляют нам доступ к огромной вычислительной мощности в компактном форм-факторе. Пришла пора расчётов в режиме реального времени, и не на суперкомпьютерах, а на обычных рабочих станциях, ноутбуках, виртуальных рабочих станциях и в облаке. Современные видеокарты, такие как NVIDIA Quadro® GV100, имеют производительность более 14 Терафлопс, чего по меркам 2005 года было достаточно для включения в список 500 самых мощных суперкомпьютеров мира.

Компания NVIDIA предлагает широкую линейку видеокарт, из которой можно выбрать подходящий вариант для любой рабочей станции, либо же воспользоваться удалённым доступом посредством программного обеспечения NVIDIA Quadro Virtual Data Center Workstation (Quadro vDWS). Технология Quadro vDWS использует видеокарты архитектуры NVIDIA Pascal и Volta и предоставляет наиболее мощные виртуальные рабочие станции в мире. Таким образом, организации, которые ориентируются на использование удалённых рабочих машин (VDI – Virtual Desktop Infrastructure) ввиду вопросов безопасности, гибкости и обеспечения совместной работы, могут также рассчитывать на счётную мощность профессиональной линейки видеокарт Quadro, а значит — на использование нашего новейшего программного обеспечения для физического моделирования audcasinos ANSYS Discovery Live. Продукт Discovery Live демонстрировался на стенде NVIDIA на конференции GTC-2018, где он работал с использованием технологии NVIDIAQuadro vDWS и видеокарты Tesla® V100.

Производительная комбинация

Программное обеспечение Discovery Live в полной мере использует вычислительную мощность видеокарт для практически мгновенного проведения расчётов физических процессов в трёхмерной постановке. При этом интерфейс программы является очень простым и доступным каждому инженеру. Ранее видеокарты использовались в инженерном программном обеспечении для вывода графической информации, но теперь мы реализовали новые расчётные методы и переписали алгоритмы специально под использование платформы для параллельных вычислений NVIDIA CUDA. В результате, скорость расчётов по сравнению с методами, ориентированными на вычисление на центральных процессорах, увеличилась примерно в тысячу раз, что позволило производить многие виды расчётов в режиме реального времени. Теперь нет необходимости неделями ждать ответа из расчётного отдела — каждый инженер может производить базовые расчёты самостоятельно и с поразительной скоростью!

Самой по себе вычислительной мощности, конечно же, недостаточно. Нужно предоставить инженерам интерфейс, сравнимый по простоте с игровым миром Minecraft или популярным табличным процессором Excel. Программное обеспечение Discovery Live вполне соответствует этому требованию благодаря встроенной CAD-системе для прямого геометрического моделирования ANSYS Discovery SpaceClaim и более чем 45-летнему опыту компании ANSYS в области программ для моделирования физических процессов.

Продукт Discovery Live является интуитивно понятным и постоянно взаимодействует с пользователем. Первый собственный расчёт можно произвести уже через 15 минут после установки программы. В итоге инженер может провести оценку бесчисленных вариантов конструкции практически в режиме реального времени, определяя прочностные и тепловые свойства и рассчитывая течения потоков жидкости и газа.

По данной ссылке вы можете прочесть о том, как инженеры-конструкторы в компаниях Rossignol и Wibotic используют революционную технологию Discovery Live в своей работе. А что будет, несомненно, ещё полезнее — вы можете скачать бесплатную пробную версию Discovery Live на сайте www.ansys.com/discovery и начать своё знакомство с будущим физического моделирования уже сегодня!

Мы наконец переходим от эры конструктора LEGO в эру игрового мира Minecraft – эру, в которой будет создаваться и исследоваться цифровая модель каждого продукта. Конечно, нам всё ещё понадобятся физические прототипы для контрольных испытаний, но только на завершающем этапе — после того, как на цифровой модели будут проверены тысячи вариантов конструкции, которые было бы невозможно проверить ранее.

Источник: ansys-blog.com
Автор: Mark Hindsbo