Fluent软件并行效率深度测试与优化建议

一、导言


Fluent软件是ANSYS旗下一款通用CFD仿真软件,市场占有率比较高,能够进行流体、传热、化学反应等多种工程场景和模型的仿真分析。

二、 Fluent并行效率测试


1、模型介绍

本次测试共有两个模型,一个是一个离心泵的空化仿真,是一个Mixture多相流问题,另一个是一个发动机内流仿真模型,两个模型都来自于胡坤老师,在原网格基础上进行了加密。

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表1 模型描述

case1case2
问题描述离心泵空化仿真,水及水蒸汽两相流仿真发动机气缸内流动情况仿真
数值模型Multiphase(Mixture),Schnerr-Sauer空化模型稳态等温及不可压缩模拟,标准k-epsilon湍流模型
网格总数517万1775万



2、并行测试方案介绍

本次并行测试基于国家超算无锡中心高性能仿真计算集群进行,计算队列每个节点包含2路12核E5-2680V3处理器,主频2.5GHz,每个节点128GB DDR4内存。

测试时分别使用了单核,24核(一个节点),48核,72核,96核及120核进行计算

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3、测试结果

并行测试结果如下所示:

并行进程Case1Case2
求解用时(s)加速比并行效率求解用时(s)加速比并行效率
2425211100%139591100%
4812602.0100%67872.1103%
728602.998%44693.1104%
966573.896%33924.1103%
1205304.895%26795.2104%


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4、测试结果对比

将case2的测试结果与Fluent官方及第三方超算测试情况进行对比,结果如下图所示:

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其中,Fluent官方测试案例是飞机机翼上方的外部气流稳态流场仿真,网格规模1400万;第三方超算测试案例是卡车车身外部稳态流场仿真,网格规模1400万。

备注:因无法找到相同的仿真算例,故选择了网格规模接近的算例进行对比,且各方测试并行规模也不完全一致,为方便对比,均转换成按节点数进行对比。
 


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