[發(fā)明專利]一種實(shí)現(xiàn)Windows環(huán)境下仿真求解器并行計(jì)算方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210708638.5
• 申請(qǐng)日: 2022-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN115099031A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊松貴;朱泉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京維拓科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F9/50;H04L67/02;H04L67/08
• 代理公司: 南京科知維創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 32270
• 代理人: 王萍萍

本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)Windows環(huán)境下仿真求解器并行計(jì)算方法，通過將多臺(tái)服務(wù)器通過IB交換網(wǎng)絡(luò)連接，部署成HPC架構(gòu)的底層計(jì)算資源平臺(tái)；將HPC架構(gòu)的底層計(jì)算資源平臺(tái)邏輯上劃分成圖形資源池和計(jì)算資源池，并分別在圖形資源池和計(jì)算資源池部署windows仿真軟件；運(yùn)行仿真軟件進(jìn)行前處理，將仿真模型進(jìn)行網(wǎng)格化處理，生成前處理數(shù)據(jù)；調(diào)用圖形資源提供動(dòng)態(tài)的CPU、內(nèi)存、圖形資源，設(shè)計(jì)求解參數(shù)；實(shí)現(xiàn)Windows環(huán)境下仿真求解器并行計(jì)算，通過IB交換網(wǎng)絡(luò)將多臺(tái)服務(wù)器部署成HPC架構(gòu)的底層計(jì)算資源平臺(tái)，通過PowerShell腳本進(jìn)行求解參數(shù)的重定義時(shí)，將計(jì)算資源池內(nèi)的CPU通過IB交換網(wǎng)絡(luò)連接成一個(gè)虛擬的HPC計(jì)算集群時(shí)，提供了一個(gè)安全、穩(wěn)定、高速、可擴(kuò)展的基礎(chǔ)物理架構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)仿真，屬于計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)Windows環(huán)境下仿真求解器并行計(jì)算方法。

背景技術(shù)

制造業(yè)數(shù)字化仿真分析技術(shù)（CAE），采用有限元分析法（FEM）來模擬制造件的力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷、減輕重量、增加強(qiáng)度、優(yōu)化零部件尺寸、選擇適當(dāng)材料、檢查安全要素，提高產(chǎn)品的最大承載力和產(chǎn)品的疲勞壽命，進(jìn)而提高傳統(tǒng)制造產(chǎn)品的綜合性能。

通過數(shù)字化工藝仿真，可以模擬零部件的力學(xué)性能，以保證零件滿足需要的性能，提高產(chǎn)品的最大成立能力和產(chǎn)品的疲勞壽命目標(biāo)。此外，數(shù)字化仿真的結(jié)果還可以為企業(yè)未來的產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，從而可以克服開發(fā)流程的瓶頸，充分滿足客戶需要的交付時(shí)間、質(zhì)量與成本這三個(gè)相互依存又互相制約的要素。

現(xiàn)有CAE場(chǎng)景應(yīng)用的缺陷與不足：分Liunx與Windows環(huán)境下運(yùn)行分析求解軟件，其中大部分支持Liunx環(huán)境的CAE求解器支持跨計(jì)算節(jié)點(diǎn)的并行計(jì)算，從而可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算例的計(jì)算需求。然而，Windows環(huán)境下，能夠支持MPI并行計(jì)算的CAE軟件較少，從而導(dǎo)致市場(chǎng)上沒有專門適合Windows集群支持如Bladed等可并行計(jì)算應(yīng)用的HPC平臺(tái)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種實(shí)現(xiàn)Windows環(huán)境下仿真求解器并行計(jì)算方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種實(shí)現(xiàn)Windows環(huán)境下仿真求解器并行計(jì)算方法，包括以下步驟：

S1：將多臺(tái)服務(wù)器通過IB交換網(wǎng)絡(luò)連接，部署成HPC架構(gòu)的底層計(jì)算資源平臺(tái);

IB交換網(wǎng)絡(luò)為一種數(shù)據(jù)交互高速網(wǎng)絡(luò)；

HPC為高性能計(jì)算平臺(tái)；

HPC架構(gòu)的底層計(jì)算資源平臺(tái)包括基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)器、物理圖形服務(wù)器、物理計(jì)算服務(wù)器、和物理存儲(chǔ)陣列；

基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)器為至少2臺(tái)服務(wù)器組成的管理節(jié)點(diǎn)；

物理圖形服務(wù)器為至少1臺(tái)服務(wù)器組成的圖形資源池；

物理計(jì)算服務(wù)器為至少1臺(tái)服務(wù)器組成的計(jì)算資源池；

物理存儲(chǔ)陣列為存儲(chǔ)資源。

S2：將HPC架構(gòu)的底層計(jì)算資源平臺(tái)邏輯上劃分成圖形資源池和計(jì)算資源池，并分別在圖形資源池和計(jì)算資源池部署windows仿真軟件；

圖形資源池為具備圖形顯卡資源的多臺(tái)服務(wù)器形成的集群；

計(jì)算資源池為具備以CPU資源為主的多臺(tái)服務(wù)器形成的集群；

windows仿真軟件為windows版本的仿真軟件，具體指支持在windows操作系統(tǒng)上運(yùn)行的仿真軟件；

通過將HPC架構(gòu)的底層計(jì)算資源平臺(tái)邏輯上劃分成圖形資源池和計(jì)算資源池，能夠?qū)崿F(xiàn)圖形資源和計(jì)算資源的隔離，避免資源爭搶，從而影響仿真計(jì)算效率。

S3：運(yùn)行仿真軟件進(jìn)行前處理，將仿真模型進(jìn)行網(wǎng)格化處理，生成前處理數(shù)據(jù)；

仿真模型是指結(jié)構(gòu)化模型數(shù)據(jù)；

采用應(yīng)用虛擬化技術(shù)將物理圖形服務(wù)器上部署的仿真軟件以WEB方式進(jìn)行發(fā)布，仿真工程師能夠通過統(tǒng)一的WEB界面使用仿真軟件；