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Dell 、Intel 與Altair 合作進行智慧型手機跌落與優化CAE模擬分析解決方案

顯著縮短開發高性能設計的時間,提高產品質量,同時最大限度地縮短交付時間。

跌落測試和分析,又稱衝擊測試和分析,是產品設計和開發的關鍵階段。量產前,要進行影響分析,您必須破壞大量物理原型並對從一堆傳感器收集的數據進行事後分析。雖然打破東西仍然是這個過程的一部分,而且很有趣,但在一個又一個原型上敲打物理原型是非常昂貴和耗時的。

能夠進行影響分析的模擬軟體的出現改變了這一切,減少了不斷構建和破壞物理原型的需要,節省了大量資金。它還使您能夠快速探索和優化更多設計可能性,從而加快開發週期。最終結果是更強大和更高質量的產品更快地進入市場。

儘管如此,並非所有的跌落測試模擬都是一樣的。分析智慧手機的衝擊性能與分析汽車保險槓是完全不同的項目。智慧型手機有很多部件,每個部件都使用不同的材料。您必須對組件和裝配技術進行建模,以準確評估撞擊可能造成的潛在損害。然後你需要考慮各種角度和負載,比如扭曲和彎曲。這需要大量的設置、模擬和後期處理。這可能會花費大量時間,並且會佔用許多工作站。

使用 Altair 的 RADIOSS 影響分析求解器進行的智能手機跌落測試,該求解器在配備Intel E5 v2 系列處理器的高端Dell高性能計算 (HPC) 集群上運行。Altair 的自動跌落測試解決方案包含一套集成軟體工具,目的在優化性能、吞吐量和可用性:

HyperWorks 建模、分析和優化軟體套件將以下組件集成到完整的跌落測試解決方案:

  • 高性能有限元預處理產品(HyperMesh),甚至可以準備最大的模型,從導入 CAD 幾何以導出各種學科的分析運行
  • 結構分析求解器 (RADIOSS),作為汽車產業撞擊與影響的標準已建立了 20 多年,具有最高水平的質量、穩健性和可擴展性。使用 RADIOSS 的高級質量縮放 (AMS)技術,RADIOSS 用戶可以看到更好的性能。
  • 最先進的設計探索、近似和優化嵌入式軟件(HyperStudy)包括形狀優化、直接參數化、數據挖掘和對接 RADIOSS 結果讀取器
  • Altair 的 Impact Simulation Director (ISD) 可自動執行與模型設置、分析、後處理和報告
  • 用於高性能計算 (HPC) 作業調度的 PBS Professional 工作負載管理軟件,具有高可擴展性和可用性,已在數千個客戶站點證明了 20 多年。

Altair 之前的測試表明,啟用 RADIOSS 的 AMS 後,該解決方案可以將跌落測試運行時間從 65 次減少到36 分鐘(改進 45%),而領先的替代求解器產生的運行時間為 64 分鐘,三台Dell PowerEdge M620 刀片服務器提供了強大的動力。每個都配備了不同的 Intel Xeon E5-2600v2 處理器,採用雙節點配置。內核總數從 32 個運行到 48 個。系統內存為每個節點 128GB。使用了 Mellanox FDR InfiniBand 互連。

該研究進行了 21 次跌落測試模擬。目標是找到一種優化的墊片設計,其特性可以最大限度地減少智能手機 LCD 邊緣元件中的過濾應力。測試步驟是設計(HyperMesh 建模)、優化(實驗設計)和驗證(有限元分析和結果驗證)。

總之,本研究的主要結果是:

  1. 與參考案例相比,Dell-Intel 集群的 RADIOSS 跌落測試模擬速度提高了 6 倍
    • Intel Xeon E5-2697v2 在測試的 3 個處理器中產生了最好的加速
    • 21 次模擬運行的完成時間少於 4 小時
  2. RADIOSS 的高級質量縮放 (AMS) 可以提供額外 1.7 倍的加速
    • 啟用 AMS 後估計速度提高 1.7 倍
    • 完成時間少於2.5小時(單次運行少於400秒)
  3. Intel Xeon E5-2680v2 提供最佳能效
    • Intel Xeon E5-2680v2 在此測試案例中執行 21 次模擬時所需的功率更少
    • 對於 24×7 始終在線的生產環境,Intel至強 E5-2680v2 的功耗比Intel至強 E5-2697v2 超過 115W 與 135W (17%) 的 TDP 差異。

在Dell / Intel系統上使用 Altair 的跌落測試解決方案,設計工程師可以優化手機衝擊落下性能並確保滿足保修和客戶滿意度要求。他們還可以通過探索以下效果來提高設計質量變化並深入了解真實世界跌落測試的動態行為,並提供有關產品組件如何變化的詳細數據履行。隨著產品開發時間和成本的縮短,製造商有更多時間專注於改進設計,產生更好的最終產品。

除了跌落測試之外,Altair HyperWorks 模擬套件中還有一系列技術計算應用程序,在沖壓、噪音、振動和粗糙度 (NVH) 模擬、計算流體動力學模擬等多物理量分析。

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