Simulation

Über die Bedeutung der Skalierbarkeit bei CAE-Programmen

| Redakteur: Monika Zwettler

HPC bietet die Möglichkeit, immer umfangreichere und komplexere Simulationendurchzuführen – das bisher scheinbar Unlösbare zu lösen.
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HPC bietet die Möglichkeit, immer umfangreichere und komplexere Simulationendurchzuführen – das bisher scheinbar Unlösbare zu lösen. (Bild: Ansys)

Ingenieure und Entwickler setzten branchenübergreifend immer mehr auf Simulationsprogramme zur Optimierung ihrer Produkte. Angefangen bei den Rotorblättern von Offshore-Windkraftanlagen, über die Elektronik in Hybridfahrzeugen bis hin zur Aerodynamik von Formel 1-Rennwagen – CAE (Computer Aided Engineering) findet sich in allen Bereichen der Entwicklung, Tendenz steigend.

Um diesem Trend gerecht zu werden und den Anwendern die bestmögliche Nutzung ihrer Simulationsprogramme bei steigender Anzahl an Berechnungen und höherer Komplexität zu garantieren, müssen die Software-Anbieter auch in Bezug auf die Hardware und deren Rechenleistung die Grenzen weiter ausdehnen.

Warum stellt ein Mehr an Rechenleistung einen strategischen Vorteil für Anwender von CAE-Software dar? Die Antwort darauf ist denkbar einfach: der Einsatz von Hochleistungsrechnern (High Performance Computers/Computing, HPC) liefert den Anwendern schneller Einblicke in die Produktperformance als jede andere Methode, und Zeit ist ein extrem wichtiger Faktor beim Entwicklungsprozess. Es geht immer darum, schneller bessere Erkenntnisse in das Produktverhalten zu bekommen.

Vorteile von HPC im Designprozess

Den Wert von HPC beim Designprozess kann man auf zwei grundlegende Vorteile zurückführen:

  • Mehr Genauigkeit: HPC bietet die Möglichkeit, immer umfangreichere und komplexere Simulationen durchzuführen – das bisher scheinbar Unlösbare zu lösen – und optimale Erkenntnisse darüber zu erhalten, wie das Design in der Realität funktionieren wird.
  • Weniger Zeit: Durch die höhere Rechenleistung mit HPC können mehr Simulationen in derselben Zeit durchgeführt werden. Es können vielfältige Entwürfe ausgewertet und so ein optimales Design gefunden werden, das unter einer Vielzahl von Betriebsbedingungen funktioniert.

In einer aktuellen Umfrage von Ansys nannten 52 % der ca. 3.000 befragten Nutzer „die Reduzierung der benötigten Zeit um einen Design-Zyklus abzuschließen“ als größte Herausforderung bei ihren Entwicklungsprozessen. Gleichzeitig nannten 28 % als zentrales Anliegen „verlässlichere Produkte zu produzieren um die Gewährleistungskosten zu senken“. Hochleistungsrechner bieten Technologie um genau diesen Problemen zu begegnen und sie zu lösen.

Software an HPC-Leistung anpassen

Für optimale HPC-Leistung wird eine speziell dafür ausgelegte Software immer wichtiger. Da immer höhere Taktfrequenzen durch zunehmende Hitzeentwicklung beschränkt sind, werden Verbesserungen der Hardware-Geschwindigkeit mit einer höheren Anzahl an Rechenkernen realisiert. Damit CAE-Programme heutige Hardware effektiv nutzen können, ist eine Ausführung auf mehreren Rechenkernen unabdingbar. Deshalb ist die Entwicklung von Software, die die Effizienz paralleler Datenverarbeitung erhöht und beibehält, stets ein Hauptanliegen bei Ansys.

Abbildung 1.
Abbildung 1. (Bild: Ansys)

Abbildung 1 zeigt, wie Ansys in den vergangenen Jahrzehnten an der Bereitstellung von HPC-Technologie arbeitete und veranschaulicht die nachhaltigen Investitionen sowie Erfolge auf dem Gebiet. Die erzielten Erfolge bei HPC – intern und gemeinsam mit Hardware-Partnern – sichern die Führungsrolle von Ansys bezüglich Technologie und Leistungsfähigkeit. Für den Kunden bedeutet dies, dass der Return of Investment aus seinen HPC-Investitionen sichergestellt ist – nicht nur gegenwärtig, sondern auch in Zukunft.

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