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NVIDIA助力广汽研究院,创造最新低风阻记录

NVIDIA助力广汽研究院,创造最新低风阻记录

2020-05-21 18:16

#人工智能 #深度学习


广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院(以下简称广汽研究院)成立于2006年,作为广汽集团的技术管理部门和研发体系枢纽,负责广汽自主品牌广汽传祺和广汽新能源的新产品、新技术的规划和重大研发工作具体实施。

为了打造具备国际竞争力的品牌,同时展示公司的综合技术实力和前瞻设计理念,广汽集团提出开发一款全新概念车的任务,并在广州车展发布。

在本次项目中,广汽研究院主要负责研发工作,并将创造新的低风阻系数记录作为一个重要目标。

传统方法挑战重重,
创新CFD仿真技术迫在眉睫


由于本次项目的周期非常短,大部分设计方案需要通过CFD仿真技术来评估与优化,因此,采用何种CFD仿真技术方案来提升仿真精度与效率是达成该目标的关键挑战。

图片来源:广汽研究院

在过去,通常采用基于传统方法的CFD软件,通过HPC资源调度的方式,运用MPI机制进行多核CPU多线程并行计算来获取加速比及并行效率,这种方式不仅对HPC集群CPU核数提出极高要求,同时还面临着HPC集群的高能耗、高维护成本等问题。


图片来源:广汽研究院

此外,基于传统方法的CFD软件一般对面网格质量要求较高,前处理过程繁琐且人力资源投入大,自动化实施难度高;另一方面,为获得高精度的仿真结果,往往需采用更大规模的网格及瞬态仿真模拟,这必然导致计算资源消耗的急剧增加。

图片来源:广汽研究院

NVIDIA GPU加速计算,创造低风阻系数记录

为满足项目开发需求,广汽研究院高性能计算异构混合云平台部署了NVIDIA Tesla V100(立即免费试用) GPU,每颗GPU具有5120个CUDA Core,双精度浮点计算能力达到7.8TFLOPS,实现了相同模型在达到同等仿真精度条件下,GPU并行计算效率数倍于CPU。单个方案CFD网格(粒子数)约1.2亿,仿真计算时间约10小时。

广汽研究院空气动力学团队通过高性能计算异构混合云平台上的NVIDIA Tesla V100 计算资源,采用基于GPU双精度计算技术的Altair ultraFluidX CFD软件,在不到六个月的时间内,开展200多次整车外流场瞬态CFD仿真模拟。

最终,多个方案达到前期期望目标,其中展车状态对应的风阻系数仿真值0.147,试验值为0.146(同济大学上海地面交通工具风洞中心),创造了新的低风阻记录。相比传统方法瞬态CFD仿真模拟,建模人力投入减少约60%,仿真总时长缩短约70%。

图片来源:广汽研究院

NVIDIA GPU持续赋力广汽创新研发

广汽研究院通过建设HPC异构计算混合云平台,构建了全息CFD仿真与风洞试验相结合的汽车空气动力学性能敏捷开发体系,极为有效地提升了开发效率和精度,实现了大规模CFD协同仿真技术水平与车型超低风阻系数在国内同行中的领先地位,例如,近期上市的广汽传祺GS4 COUPE风阻系数达到了0.295,远超同级车水平。

图片来源:广汽研究院

随着国家油耗法规及纯电续航要求的愈发严格,汽车空气动力学性能开发也越发重要。由于汽车高速行驶时风阻占到行驶总阻力的大部分,因此,降低风阻系数是当前各主机厂实现节能减排的关键核心技术之一。

然而,在风洞试验费用极其昂贵且国内主机厂普遍缺少自有全尺寸风洞试验室条件下,高性价比的CFD仿真综合解决方案在实现仿真驱动超低风阻车型设计中必将发挥重要作用。

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