在云上的cae

经过Evan Yares，高级编辑

高性能云计算的可用性是否有助于推动使用CAE工具？

计算机辅助工程（CAE）的最大问题是太少的人使用它。有几个好理由，但一个重要的是金钱。CAE软件许可证，以及运行它的大型计算机，可能是昂贵的。

它可能是CAE的金钱问题的答案位于云中。或者，在云计算中精确。

NASA-X-34-hypersonic-re-entry-simulation

NASA X-34高超声速再入模拟图像，显示高攻角，自适应网格用于离体激波捕获。使用CD-adapco STAR-CCM+软件由TLG Aerospace的Matt Knapp创建。

从技术角度来看，CAE供应商支持云计算的挑战并不大。大多数主要CAE系统都支持了很长一段时间的高性能计算（HPC）集群。集群和云只有在其实施的详细信息中。（群集使用具有快速互连的快速计算机。云包括控制系统的配置的软件。）

CAE供应商接近云支持几种不同的方式，大多在许可术语中变化和可扩展性。以下是一些有趣的例子。

免费CAE，廉价计算
云CAE最引人注目的选择之一是OpenFOAM和Amazon EC2的结合。

OpenFoam是一个知名的免费开源（GNU通用公共许可证）系统，用于解决连续式机械问题。它具有广泛的特征，可以解决涉及化学反应，湍流和传热的复杂流体流动，以及固体动力学和电磁。OpenFoam附带的是80多个求解器应用程序，以及超过170个实用程序应用程序，用于预处理和后处理。

气流 - Buckeye-Bullet-Butter-Powered Land-Speed-Mape

在俄亥俄超级计算机中心进行的仿真中，在Buckeye子弹子弹电池供电的气流下，300英里/小时在车轮井（上方）上安装在车轮井前的风偏转器（以上）安装有风偏转器（以下）。openfoam的CFD仿真，通过Paraview后处理。

OpenFOAM与其他开源CAE应用程序的一个区别是，它是由非营利组织(OpenFOAM基金会)和商业组织(ESI集团)共同支持的。因此，该软件不仅定期更新，而且得到了良好的支持。ESI为OpenFOAM在世界各地提供培训课程。

OpenFOAM从一开始就为并行性而设计，在共享内存(如多核cpu)和分布式内存(如集群和大规模并行计算机)中都提供了良好的性能。它的规模远远超过1000个核。

包含大多数并行优化的CFD系统，包括OpenFoam，在具有大量RAM的计算集群上运行时提供最佳性能，并提供快速I / O性能。典型的公共云（例如来自亚马逊，Rackspace和Google）使用标准千兆以太网连接其节点。对于大多数应用程序来说，这可能是充足的速度，但在运行CAE软件时可以是瓶颈。

在俄亥俄州超级计算机中心的模拟运行中，由电池驱动的七叶树子弹地面速度车辆的车轮的孤立视图显示了车辆以每小时300英里的速度行驶时，轮舱内的气流。openfoam的CFD仿真，通过Paraview后处理。

几年前，亚马逊在弹性计算云（EC2）中引入了一种特殊形式的云实例，专门用于支持高性能计算（HPC。）“群集计算八个超大实例”使用两个英特尔Xeon E5-2670八核“桑迪桥”处理器，具有60.5 GB的内存，10千兆以太网I / O.您可以根据需要使用这些实例（基于可用性），每小时每小时2.40美元。

Amazon EC2的运行速度有多快?截至去年6月，一个使用17024核和65968 GB内存的Amazon EC2集群被评为世界上速度第72位的超级计算机，达到354.1 TeraFLOPS性能。

虽然，对于大多数CAE运行，它可能没有意义于提供1064台计算机实例 - 这是获得17024核心所需的是，如果您需要，这是您可以的重要点。(Though, to be fair, if you’re regularly running massively large simulations, you should probably consider the economics of buying your own cloud/cluster. A nice 1000 computer cluster, with all the whistles and bells, ought to set you back about $10 million or so.)

按使用CAE付费
对于那些更喜欢完全支持的解决方案的人，云服务和软件中有各种选项。

虽然主流云服务公司，尤其是亚马逊，有能力支持CAE应用程序，但他们在这一领域并没有重要的内部专业知识。为此，您需要寻找专门从事高性能计算云计算的公司。

One example of such a company is Sabalcore, which provides hosting, and support for OpenFOAM, CD-Adapco’s STAR-CCM+, and ANSYS HPC (including Fluent and CFX.) Sabalcore’s HPC On-Demand services run on Linux clusters specifically designed for high-performance computing. The nodes are “bare metal” (with no overhead from virtualization), and are connected by InfiniBand (a switched fabric communications link commonly used in HPC.) Costs are between $0.20 to $0.29 per processor core-hour.

Star-CCM +是一种具有特别云友好型许可方案的产品的一个很好的例子。Star-CCM + / Power-On-Demand产品允许在无限数量的核心上访问您的小时。每个许可证允许访问无限制的计算资源，无论是在内部集群或云计算服务上，还有未计算的会话。按需电源基本上为用户提供无限制的模拟突发容量。

CAE作为服务
传统的CAE供应商可能支持云计算，但是，一般来说，在条款上与他们通常提供的没有太大的不同。欧特克已经决定将CAE作为一种服务提供给用户，它在云上运行。

Autodesk有三条CAE产品线:机械(应力、振动和运动)、CFD(流体流动和热)和MoldFlow(非常知名的塑料注射模拟工具)。所有这些都可以在模拟360中使用。(“360”是欧特克将云计算软件作为服务产品的品牌。)

模拟360产品几乎与桌面等同物完全相同。它们主要不同，因为他们的求解器在云上运行，而不是本地计算机。使用仿真360，当您按下“求解”按钮时，将通过Internet发送预处理的网格到Autodesk Cloud，在处理它的情况下。统一的工作管理员提供有关模拟状态的实时反馈。完成后，结果将下载到本地工作站。

使用Autodesk仿真CFD显示空气流量和热仿真结果的游戏系统。

Autodesk Simulation 360在年度订阅基础上提供，有几种选择：

•机械和CFD，包括最多120个职位，每年3600美元
•机械和CFD，包括无限岗位，每年7200美元
•机械、CFD和MoldFlow，包括多达120个工作岗位，每年10,000美元
•10个职能包，100美元

在最初的版本中，Autodesk提供了一个标准水平的求解器性能。当一个任务被发送到云端时，它运行在相当于一台高性能8核计算机的平台上。这并不是因为Autodesk的解决方案缺乏在集群上运行的能力。只是这是第一个版本的模拟360，和Autodesk想要保守。在未来，Autodesk很可能会提供在大型集群上运行求解器的选项。