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速度制胜,计算力带来仿真变革

—— 访ANSYS全球研发院士朱永谊博士

2018年8月9日     来源:e-works        作者:e-works 张瑾       
关键字:ANSYS  仿真  Discovery Live  
在ANSYS2018中国用户大会期间,e-works记者有幸采访了ANSYS全球研发院士朱永谊博士,向朱博士请教了其对ANSYS Discovery Live、云计算、云端后处理、拓扑优化、人工智能等产品和技术发展趋势的看法。

    在ANSYS2018中国用户大会期间,e-works记者有幸采访了ANSYS全球研发院士朱永谊博士,向朱博士请教了其对ANSYS Discovery Live、云计算、云端后处理、拓扑优化、人工智能等产品和技术发展趋势的看法。

ANSYS全球研发院士朱永谊

ANSYS全球研发院士朱永谊

    朱永谊博士是国际著名接触力学研发专家,在非线性计算力学领域拥有长达20 多年的开发经验。作为ANSYS 公司的研发院士和团队领袖,朱博士负责接触力学、非线性瞬态动力学、多体动力学、预紧单元,螺栓仿真和点焊建模领域的有限元开发。近年来,其在新一代接触分析技术上取得的成果受到了业界的广泛好评。

    新一代的即时 3D 仿真软件

    Discovery Live是ANSYS结合全球视觉计算技术行业领袖NVIDIA最新研究成果,充分利用其最新的图形处理技术以及计算技术,开发的一款提供即时 3D 仿真,与直接几何结构建模紧密关联,能够实现交互设计探索和快速产品创新的仿真软件。

    Discovery Live具备实现远超过其它仿真工具的易用性,并且可以近乎实时地执行仿真。在设计过程初始阶段,每位设计工程师可以模拟简单的概念并运行工程仿真,探索更多的设计选项。设计过程中也可以直接在 3D 模型上执行简单或复杂的更改,因为软件设计为直接与CAD相连,所以当编辑条件或者受力方向改变时,改变后的结果能直接呈现在Discovery Live中,设计工程师能立即知道更改带来的影响,从而更好的完善设计理念和更快速地设计出更出色的产品。设计完成后,分析师可以直接验证通过了多次迭代的设计产品。如果说,早期只有10%的设计工程师能熟练运用CAE软件进行计算,Discovery Live出现以后,这一数字能增长到100%,大大扩宽了设计工程师的入门通道。

    朱永谊表示,Discovery Live目前还只是在结构和流体仿真方面走出了第一步,下一步,ANSYS将考虑把接触力学引入Discovery Live中,实现从单部件受力分析到多部件组装的优化路径。

    云端技术助力未来仿真

    对于云端技术在仿真领域的发展,朱永谊认为,仿真的未来趋势一方面是快,另一方面是云发展。

    朱永谊表示,作为软件企业,我们未来希望设置一个新的服务模式,对于某些零散用户,他们希望根据使用软件计算的频率,按次付费;对于某些具有大型计算需求的用户,他们希望能时刻应用最好的设备,最快的获取计算结果。而云端技术,能同时满足这两种用户的不同需求。针对零散用户,利用云端计算就能轻松满足他们想要按次付费的需求。而对于有大型计算需求的用户,则需要通过云端技术,将世界各国超级计算机的应用商业化。用户将企业数据存储在云端,然后选择合适的超级计算机,对数据进行快速分析计算,计算结果再通过云端进行反馈。但如此一来,虽然解决了计算的问题,却也给企业带来了商业泄密的顾虑。因而,像GE、GM等公司,选择了开发自己的云端技术来进行数据的存储和计算,因而,能够提供支持超算计算的软件也成为了仿真领域软件研发的一个发展方向。

    多年以前,ANSYS在结构计算和流体仿真方面已经在进行支持高核运算的研究,在计算领域,并不是核用得越多性能比就越好,ANSYS通过一代又一代版本的迭代,从五年前的30核~60核发展到后来的128核,以线性的发展趋势向未来五年演化。当前美国所有的超算中心均装有ANSYS Fluent和ANSYS Mechanical,我国的超算中心也有ANSYS的软件。“ANSYS的Discovery Live也是完全基于GPU 技术,如果将来跟云处理技术结合的话处理能力会更快”,朱永谊说,“在未来超算中心会成为一种趋势,技术也会解决目前现存的绝大部分问题”。

    朱永谊还表示,在ANSYS的其中一个用户界面有两种方式进行后处理,一是在用户在他自己的PC端存储数据并进行后处理;二是用户结合云端技术直接在云上进行后处理,存储数据和计算也都在云端,不需要将所有的部件全部传递过来,只将需要进行后处理的部件抓取后通过平行技术传递到操作终端,进行处理得出结果,最后将图像传到用户PC端即可。这种方式对硬件的要求较高,但是好处是可以大数据共享,解决不同部门之间通过PC来传递计算流程从而影响整体效率的问题。

    增材制造、机器学习和人工智能

    “多年来优化技术一直在发展,增材制造最后的目的仍然是优化,优化以后才是结合”,谈到近几年热门的增材制造时,朱永谊如此说道。去年,ANSYS通过收购高级增材制造仿真技术开发商3DSIM,拥有了业界唯一一款完整的增材制造仿真工作流程。而通过和德国一家企业在拓扑优化领域的合作,ANSYS已经实现了从单部件到多部件的优化。朱永谊认为,在优化过程中,非线性不连续问题的处理是其中的难点,企业或许都有拓扑优化的软件包或模块,但都还没有完全完善的解决方案。

    “ANSYS在Discovery Live中引人了Digital twins的技术,这是我们在设计方面往人工智能发展的一个方向”,朱永谊表示,“Discovery Live是即时的,由虚到实”。ANSYS还收购了光学仿真软件公司OPTIS,其多物理场分析技术结合OPTIS的光学功能,将能够从多物理场的角度实现光学仿真解决方案,实现从视觉角度向触觉角度的延伸。

    小结

    技术的发展很少以直线的形式呈现,弯曲、起伏甚至回转都有可能是它的路径,但无可厚非的是,信息的流通,多元化的视角已经让横亘在技术进步道路上的阻碍变得越来越容易跨越。当某一天,仿真已经能做到使一件产品从设计到交付的每一个环节都与设计者的构想严丝合缝,从源头直接避免之后可能产生的大量问题,那造福于民,它将实至名归。

责任编辑:张瑾
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