Automotor

Impulsando la Aerodinámica del Vehículo con las GPU NVIDIA

Objectivo

El Centro de I+D de GAC implementó GPU NVIDIA en su plataforma de nube híbrida para lograr un coeficiente de resistencia récord bajo en un nuevo diseño de automóvil conceptual.

Cliente

Guangzhou Automobile Group Co., Ltd. (GAC Group)

Socio

Altair ultraFluidX

Caso de Uso

Simulación de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD)

Tecnología

GPU NVIDIA V100 SXM2 

Logra la Competitividad Global

El Centro de Investigación y Desarrollo de GAC (GAC RDC), establecido en 2006, es una subsidiaria de propiedad total de Guangzhou Automobile Group Co., Ltd. (GAC). Es el departamento de gestión de tecnología del Grupo GAC y el centro del sistema de I+D para el desarrollo de nuevos productos para sus dos marcas, GAC Trumpchi y GAC NE, así como nuevas hojas de ruta tecnológicas e importantes implementaciones de I+D.

Para construir una marca globalmente competitiva y demostrar sus capacidades tecnológicas y su capacidad de diseño preparada para el futuro, GAC propuso un nuevo prototipo en Auto Guangzhou (responsable del trabajo de investigación y desarrollo de esta visión) y estableció un objetivo importante: crear un nuevo récord de menor resistencia. coeficiente.

Exploración de Tecnologías de Simulación CFD Eficientes y Precisas para la Optimización del Diseño

La mayoría de los diseños requirieron evaluación y optimización mediante simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD). Un desafío clave fue decidir qué tecnología de simulación CFD utilizar para mejorar la precisión y eficiencia general de la simulación.

Se utilizaron enfoques CFD convencionales para permitir la aceleración y la eficiencia con el mecanismo de interfaz de paso de mensajes (MPI) para CPU de múltiples núcleos, computación paralela de múltiples subprocesos y programación de recursos de computación de alto rendimiento (HPC). Esto no sólo creó un requisito exigente para los núcleos de CPU en los clústeres de HPC; también presentó desafíos como el alto consumo de energía y el alto costo de mantenimiento para utilizar los clústeres.

El software CFD basado en enfoques convencionales a menudo exige una mayor calidad de la red, un preprocesamiento complejo y una gran inversión en procesos manuales, lo que conduce a una implementación autónoma difícil. Para obtener resultados de simulación de alta precisión, a menudo se requieren redes de mayor escala y simulación transitoria, lo que inevitablemente conduce a un fuerte aumento en el consumo de recursos de computación.

Image courtesy of GAC R&D Center

  • El Centro de I+D de GAC es el departamento de gestión de tecnología y el centro de I+D de Guangzhou Automobile Group.
  • El Centro de Investigación y Desarrollo de GAC creó una simulación transitoria del campo de salida de automóviles que resultó en un nuevo récord para el coeficiente de resistencia más bajo.
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Imagen cortesía del Centro de I+D de GAC

GAC RDC Logra un Coeficiente de Resistencia Récord con una Plataforma HPC Impulsada por GPU

Para cumplir con los requisitos del proyecto de investigación y desarrollo, GAC RDC implementó las GPU NVIDIA V100 SXM2 Tensor Core en su heterogénea plataforma de nube híbrida para computación de alto rendimiento, cada una con 5120 núcleos CUDA®. Con una capacidad de computación de punto flotante de doble precisión de 7,8 teraFLOPS (TFLOPS), la eficiencia de computación paralela de su GPU mejoró significativamente en comparación con las CPU del mismo modelo con la misma precisión de simulación. Un solo proyecto tiene alrededor de 120 millones de cuadrículas (partículas) CFD y el cálculo de la simulación lleva unas 10 horas.

El equipo de aerodinámica de GAC RDC adoptó el software Altair ultraFluidX CFD basado en tecnología de computación de doble precisión GPU con recursos informáticos NVIDIA V100. En menos de seis meses, el equipo completó más de 200 simulaciones CFD transitorias del campo de salida de vehículos, lo que dio como resultado varias soluciones viables. El valor de simulación del coeficiente de resistencia en el estado de demostración fue 0,147 y el valor de prueba fue 0,146 (según el Centro del Túnel de Viento Automotriz de Shanghai de la Universidad Tongji), estableciendo un nuevo récord en el coeficiente de resistencia más bajo con resultados impresionantes sobre el récord anterior de 0,19. En comparación con la simulación CFD transitoria basada en enfoques convencionales, el esfuerzo manual requerido para el modelado se redujo en casi un 60 por ciento y el tiempo total de simulación se redujo en aproximadamente un 70 por ciento.

Impulsado por la plataforma de nube híbrida para computación heterogénea HPC, GAC RDC ha creado un sistema ágil para el desarrollo de la aerodinámica de vehículos que combina simulación holográfica CFD con pruebas en túnel de viento, mejorando efectivamente su eficiencia y precisión de desarrollo. Este sistema ayuda a garantizar su liderazgo entre los OEM nacionales en simulación colaborativa CFD a gran escala y coeficiente de resistencia aerodinámica de vehículos ultrabajo. Por ejemplo, el coeficiente aerodinámico del GAC Trumpchi GS4 Coupé lanzado recientemente es de sólo 0,295, muy por debajo del de los modelos comparativos en su segmento de vehículos.

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Image courtesy of GAC R&D Center

Impulsado por la plataforma de nube híbrida para computación heterogénea HPC, GAC RDC ha creado un sistema ágil para el desarrollo de la aerodinámica de vehículos que combina simulación holográfica CFD con pruebas en túnel de viento, mejorando efectivamente su eficiencia y precisión de desarrollo. Este sistema ayuda a garantizar su liderazgo entre los OEM nacionales en simulación colaborativa CFD a gran escala y coeficiente de resistencia aerodinámica de vehículos ultrabajo. Por ejemplo, el coeficiente aerodinámico del recientemente lanzado GAC Trumpchi GS4 Coupé es de sólo 0,295, muy por debajo del de los modelos comparativos de su segmento de vehículos.

Por Qué NVIDIA

  • Acelere el desarrollo de la aerodinámica del vehículo con menos entradas de modelado y un tiempo de simulación más rápido
  • Automatice simulaciones CFD transitorias de alta precisión con computación paralela de GPU
  • Reduzca el alto consumo de energía y los costos de mantenimiento del uso de CPU multinúcleo

Diseño Basado en Simulación para un Coeficiente de Resistencia Bajo en Vehículos Eléctricos Alimentados por Baterías

Con regulaciones nacionales estrictas sobre el consumo de combustible y requisitos más altos para la autonomía de los vehículos eléctricos propulsados por baterías (BEV), el desarrollo de la aerodinámica de los vehículos se está volviendo más importante que nunca. Dado que la resistencia del viento representa una parte importante de la resistencia a la conducción a alta velocidad, la reducción del coeficiente de resistencia es una de las principales estrategias de los fabricantes de equipos originales para reducir el consumo de energía y las emisiones. Debido al muy alto costo de las pruebas en túneles de viento y a la falta general de cámaras de pruebas en túneles de viento a gran escala por parte de los OEM nacionales, la solución de simulación CFD integrada y rentable desempeñará un papel fundamental en el diseño de modelos basados en simulación que cuentan con un coeficiente de resistencia ultrabajo.