在课题研究过程中,我们进行了球体落入水中的流固耦合仿真模拟。由于手头这台笔记本已使用多年,核心数量有限,一旦模型规模较大或网格划分较密,求解时间便令人难以忍受。恰逢北鲲云超算平台提供试用机会,我们便利用该模型进行了一轮测试,以评估其实际性能表现。具体模型如下所示:

模型介绍
本次试算的模型为球体落入水中的流固耦合仿真,采用LS-DYNA进行求解,LS-PrePost完成前处理,包括求解控制、材料属性、截面特性、边界条件及流固耦合设置。水域尺寸为600×600×600mm,流体网格尺寸为5mm;球体半径为100mm,外表面网格尺寸为10mm。采用1/4对称模型进行模拟,具体如图示。
本次求解介绍
本地计算机的软件配置如图。求解采用LS-DYNA MPP mpiexec -np 2,双核双精度求解。从mes0000文件的求解信息来看,两个结果文件d3plot的输出间隔为19秒,计算完1毫秒用时3分12秒。按结尾结束时间10毫秒推算,总耗时45分33秒。结果动画如图所示。
北鲲云超算平台:40核试算
求解信息:两个结果文件d3plot时间间隔为5秒,计算完1毫秒用时48秒,计算10毫秒总共用时8分56秒。
北鲲云超算平台:104核试算
求解信息:两个结果文件d3plot时间间隔为4秒,计算完1毫秒用时35秒。
北鲲云超算平台:24核试算
求解信息:两个结果文件d3plot时间间隔为8秒,计算完1毫秒用时1分16秒。
北鲲云超算平台:8核试算
求解信息:两个结果文件d3plot时间间隔为17秒,计算完1毫秒大约用时2分47秒。
北鲲云超算平台:4核试算
求解信息:两个结果文件d3plot时间间隔为24秒,计算完1毫秒用时3分45秒。
本地与北鲲云计算性能对比
| 2核mpp本地 | 北鲲云超算平台 | 计算用时 | 计算用时 | 计算用时 | 计算用时 | |
| 计算时间 | 计算用时 | 40核 | 104核 | 24核 | 8核 | 4核 |
| 1ms | 3分12秒 | 48秒 | 35秒 | 1分16秒 | 2分47秒 | 3分45秒 |
| 10ms | 45分33秒 | 8分56秒 | -- | -- | -- | -- |
对平台的使用感受
上传与下载
上传求解文件的速度,如图所示,快慢取决于自身的宽带速率。本人使用的移动宽带上传速度尚可。下载结果文件同样受网速制约,家中移动宽带的下载速度稍显不足。总体而言,上传过程较为顺畅,而下载则受限于本地网络环境。
操作便捷性与交互体验
北鲲云平台上的软件均采用统一的模板提交方式,操作流程大幅简化。起初不太熟悉,咨询技术支持后得知,只需准备好求解文件,按模板即可直接使用——即便不是自己常用的软件,后台已自动完成链接,直接提交求解即可,非常便利。可以说,这种可视化模板提交的方式,确实令人眼前一亮。
总结
手头这台几年前的笔记本核心数量有限,一旦模型较大或网格较密,求解时间便难以接受。而借助北鲲云超算平台的资源,不失为一个理想选择。在计算速度方面,多核求解的优势极为显著,从上述表格的对比即可清晰看出:本地2核与平台40核的性能差距悬殊。至于费用,见下图,为0.2元/核心/小时。综合计算,性价比相当可观。
