Novità COMSOL Multiphysics^® versione 6.4

La versione 6.4 di COMSOL Multiphysics^® introduce nuove funzionalità dei solutori che consentono miglioramenti significativi delle prestazioni. Tra le novità principali figurano un solutore diretto sparso basato su GPU e il supporto di più GPU per l'acustica di pressione esplicita nel tempo. Le nuove funzionalità per la dinamica strutturale esplicita consentono un'analisi strutturale non lineare più veloce e robusta, supportata da diversi miglioramenti ai solutori espliciti a passi temporali. Inoltre, gli studi sulle frequenze proprie ora supportano il monitoraggio dei modi, consentendo l'identificazione automatica e la continuazione dei modi propri al variare dei parametri del modello. Proseguite la lettura per ulteriori dettagli su questi aggiornamenti.

Solutore diretto su GPU

Il solutore diretto per matrici sparse NVIDIA CUDA® (cuDSS) è ora disponibile e offre notevoli aumenti di velocità in un'ampia gamma di applicazioni. Sfruttando un sistema ibrido CPU e GPU, cuDSS è in grado di ridurre significativamente i tempi di calcolo rispetto ai tradizionali solutori per matrici sparse basati su CPU.

Il solutore si integra perfettamente con il framework di solutori esistente e può essere utilizzato come solutore autonomo, come parte di un precondizionatore o durante analisi non lineari e implicite dipendenti dal tempo. cuDSS supporta anche l'uso di più GPU sulla stessa macchina, aumentando ulteriormente le prestazioni per simulazioni su larga scala.

Impedenza di trasferimento acustico di un perforato con 1,75 milioni di gradi di libertà (DOF). Viene mostrata la velocità delle particelle acustiche a 500 Hz. Quando viene risolto utilizzando MUMPS su una CPU Intel^® Core™ i9-10920X, il calcolo viene completato in 191 secondi. Al contrario, utilizzando cuDSS su una GPU NVIDIA^® H100, il tempo di risoluzione si riduce a 30 secondi.

Supporto GPU multiplo per Pressure Acoustics, Time Explicit

La formulazione GPU accelerata CUDA-X per l'interfaccia Pressure Acoustics, Time Explicit può ora essere eseguita su più GPU, sia sulla stessa macchina che su un cluster GPU (diversi GPU su più nodi). Allo stesso modo, la formulazione CPU accelerata può essere eseguita su un cluster CPU. Questi miglioramenti riducono significativamente il tempo di calcolo e consentono la simulazione di modelli più grandi.

È stato risolto un modello acustico di uno spazio per uffici composto da 50 milioni di gradi di libertà con dati di impedenza dipendenti dalla frequenza per 20 periodi. Su una singola GPU NVIDIA^® RTX 6000 Ada, il tempo di risoluzione è stato di 29 minuti, ridotto a 18 minuti utilizzando due GPU RTX 6000 Ada. Il solutore accelerato può essere eseguito anche su un cluster di CPU.

Estensioni al passo temporale esplicito

È disponibile un nuovo metodo Verlet che fornisce un modo efficiente per eseguire esplicitamente il time stepping dei sistemi di secondo ordine. Offre una buona stabilità numerica e conserva l'energia mantenendo la simmetria nell'integrazione temporale, il che significa che è reversibile nel tempo. Questa proprietà lo rende particolarmente adatto alle dinamiche transitorie nelle nuove interfacce Solid Mechanics, Explicit Dynamics e Truss, Explicit Dynamics, dove è anche l'opzione di risoluzione predefinita.

Oggetti che cadono in una scatola sotto l'effetto della gravità. Viene utilizzato il nuovo metodo di passo temporale Verlet per sistemi di secondo ordine, che consente di effettuare un passo temporale più ampio.

Mass Lumping

Un'approssimazione della matrice di massa diagonale, facile da invertire, può ora essere utilizzata in applicazioni esplicite di dinamica strutturale. L'utilizzo di questo approccio consente ai metodi espliciti a passi temporali di far avanzare modelli di grandi dimensioni in modo più efficace, fornendo simulazioni transitorie più veloci e riducendo sostanzialmente i costi di calcolo.

Simulazione delle deformazioni plastiche in un telefono durante un test di caduta utilizzando la nuova interfaccia Solid Mechanics, Explicit Dynamics. La matrice di massa concentrata è diagonale, il che consente un rapido passo temporale esplicito.

Gestione più rapida dei vincoli

I miglioramenti apportati alla gestione dei vincoli consentono simulazioni più rapide e robuste che coinvolgono il contatto, la deformazione plastica e altri effetti non lineari.

Pressione all'interno di una cella batteria cilindrica sottoposta a una prova di indentazione. I miglioramenti apportati alla gestione esplicita dei vincoli consentono di risolvere rapidamente tali simulazioni su un computer desktop standard.

Monitoraggio dei modi

Ora è possibile monitorare i modi propri mentre si evolvono durante una scansione parametrica. Questa funzionalità aiuta a mantenere un'identificazione coerente dei modi negli studi sugli autovalori in cui i modi dipendono da parametri variabili.

Evoluzione della frequenza di dodici modi propri per un silenziatore con pareti elastiche. La funzionalità di monitoraggio dei modi consente una comprensione più approfondita delle proprietà dispersive del sistema, rendendo possibile non solo il calcolo dei modi che si propagano attraverso la sezione trasversale, ma anche il monitoraggio dell'evoluzione di ciascun modo in funzione della frequenza.