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制造行业概述
制造业包括航空、航天、机械、汽车、土木结构等,随着制造业的发展,越来越多的设计仿真工作依赖于CAE软件完成,CAE软件仿真的效率影响着产品上市的效率,越来越多的制造企业依赖HPC集群来提高效率。而HPC的可用性,效率更是给制造业的发展提供燃料。华为鲲鹏HPC解决方案,提供高可用、高效率、安全保密性极高的解决方案,帮助企业完成异构集群扩建,高效生产。
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流体力学
流体力学是力学的一门分支,是研究流体(包含气体、液体及等离子体)现象以及相关力学行为的科学。流体力学可以按照研究对象的运动方式分为流体静力学和流体动力学,前者研究处于静止状态的流体,后者研究力对于流体运动的影响。流体力学按照应用范围,分为空气力学及水力学等。多用于船舶、航空等领域。目前华为已迁移适配了OpenFOAM、ANSYS_fluent等软件。
电磁设计
电磁学是研究电磁二者的相互作用现象,及其规律和应用的物理学分支学科。电磁设计是依照电磁规律来进行仿真设计,研究相关约束条件下的物理反应。电磁仿真软件使工程师能够有效地研究零部件或整个系统的电磁特性,同样也带来了多种挑战,例如,非常宽的频率范围和非常精细的大型电气结构。专用解算器利用特定的数字技术实现快速准确的仿真。电磁仿真可在整个设计过程中应用。从构造概念到零部件的合成以满足规格,再到分析工作条件下的电磁性能。目前鲲鹏已经适配了Su2、ANSYS HFSS等软件。
典型案例
OpenFOAM应用优化案例
应用背景
OpenFOAM 是一款免费的开源场计算和处理软件,主要用于连续介质力学问题进行数值计算,通过采用有限体积法求解偏微分方程系统,支持三维非结构化多面体网格。其具有良好的大规模并行计算能力,支持基于网格区域分解的并行任务划分,支持自带或第三方的 MPI 接口。它可进行数据预处理、后处理和自定义求解器,常用于计算流体力学(CFD)领域,可以解决从涉及化学反应、湍流和传热的复杂流体流动到声学、固体力学和电磁学的问题。
使用软件
应用软件:OpenFOAM-v1906
基础软件:毕昇编译器、HMPI
测试算例:Audi
成果
基于华为自研软件栈的软件优化后,OpenFOAM应用在鲲鹏平台单节点运行的整体性能上提升达到对比机型140%左右。主要优化措施如下:
  • 基于华为自研软件栈毕昇编译器和HMPI优化
  • 基于热点函数的循环展开优化,减少内存访问Cache miss
  • 基于OpenFOAM的混合精度调优
核心应用
HPC行业主流开源软件调优指导请参考《调优指南》
软件名版本号操作系统源码包移植指南