做CAE HyperWorks ANSYS ABAQUS ADINA用哪种配置的服务器速度合适？

Posted 2023-04-13

ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。

可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。可应用于以下工业领域： 航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。

软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。 

前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；

分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；

 

  后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。

 

下面是根据目前intel 目前最先进的Nehelam核心架构处理器，为ANSYS各种规模求解，打造的高性能工作站配置方案

 

XASUN超级计算机—集高性能、高可靠、超静音、完美配置于一身采用最先进技术与架构，彻底消除CPU、内存、硬盘、GPU在性能、容量、带宽的瓶颈

提供最合理硬件配置，确保应用软件完美运行

工作站整体更环保, 超静音

XASUN最新ANSYS典型求解配置

该配置全部重新升级，显卡全部配备基于Fermi架构集高性能计算和可视化与一体功能，硬盘容量提升

一. 中小规模CAE前后处理求解的工作站配置

求解规模: 100万~1000万 自由度( 300万节点以内)

工作站配置要求：

CPU   Core i7 920/940/965/975 

内存 6~12GB DDR3 800

显卡 Quadro FX580/Quadro FX1700

硬盘 SATA 300G 以上 7200转或1万转 ，可选 RAID0、5

操作系统 Windows XP 64位 SP2 中文版

 

XASUN四核静音级图形工作站

型号 XASUN Mi7 13012-T2AA

配置明细

主要配置 4核Corei7 3.06/12GB/Qadro600/1TB SATA 

工作站硬件性能指标 

CPU 运算速度每秒490亿次 

GPU 几何三角形处理:2.1亿/秒，96个流处理器 

磁盘阵列 IO读写带宽100MB/S，IOPS 200次/秒 

网络端口 1Gbps 

硬件配置明细 　 

配件 品牌和型号 数量 

CPU 四核Core i7 950 1 

3.06G/8MB/6.4GTs/超线程/Turbo 

芯片组 intel X58 Chips 1 

内存 2G DDR3 1333 6 

显卡 Nvidia Quadro 600 1GB 1 

系统盘 1TB SATA企业级 7200转 2 

光驱 DVD刻录机 1　 

网卡 千兆以太端口 1 

工作站平台 XASUN AGEN2SG02P7V，700W EPS 　 

噪音控制系统 静音级(全速计算在45分贝以内) 　 

升级能力 　 　 

显卡 支持Nvidia Quadro 全系列专业图卡 

内存槽 6个，单根内存最大12GB，最大容量12GB 

硬盘位 2个，单块最大SATA：2TB 

PCI扩展 1*PCIE x8,1*PCIE x4,1*PCI 

操作系统 　 　 

支持Windows Server 2003、2008 

支持Windows XP、Vista、7 

应用软件 　 　 

基于windows环境下高性能计算应用软件全系列 

报价 ￥12,900元 

二. CAE中大规模前后处理的工作站配置

求解规模: 大约2000万 自由度( 600万节点以内)

 

工作站配置要求：

CPU   双路12核 Xeon X5650 X5660 X5670

内存 24GB DDR3 -1333 Ecc Reg

显卡 Quadro FX1800/Quadro FX3800

硬盘 SAS 300G 15000转，可选RAID0、5

      SATA 32MB 500G 7200转，可选RAID 0、10

操作系统 Windows XP 64位 SP2 中文版

 

XASUN12核静音级工作站

型号 XASUN T5 22724-T2AB

配置明细

主要配置 12核Xeon2.66/24GB/Qadro 2000 /450GSAS+1TB*2SATA

 

工作站硬件性能指标 

CPU 运算速度每秒1277亿次 

GPU 几何三角形处理:4.1亿/秒 192流处理器 

磁盘陈列 RAID5下，IO读写带宽200MB/S，IOPS 200次/秒 

网络端口 通过汇聚功能，实现20Gbps 

硬件配置明细 　 

配件 品牌和型号 数量 

CPU 六核Xeon X5650 2 

2.66G/12MB/6.4GTs/超线程/Turbo 　 

芯片组 intel S5520 Chips 　 

内存 4G DDR3 1333 Reg ECC 6 

显卡 Nvidia Quadro 2000 1GB 1 

系统盘 450G 6Gbps SAS   1 

超级硬盘系统 1TB SATA 企业级 2 

　 RAID0 　 

光驱 DVD刻录机 1 

网卡 千兆以太端口 2 

工作站平台 XASUN SD6C105PAS，1000W EPS 　 

噪音控制系统 静音级(全速计算45分贝以内) 　 

硬件升级能力 　 　 

显卡 支持Nvidia Quadro 全系列专业图卡 

内存槽 12个，单根内存最大16GB，最大容量192GB 

硬盘位 4个，单块最大SAS：1TB、SATA：2TB 

PCI扩展 1*PCIE x8,2*PCIE x4,3*PCI-X 

操作系统 　 　 

支持Windows Server 2003、2008 

支持Windows XP、Vista、7 

支持Redhat、Suse Linux全系列 

应用软件 　 　 

基于windows、linux环境下软件全系列 

报价 ￥39,999元 

三．CAE超大规模前后处理的工作站配置

求解规模: 4000~1亿 自由度( 1000万节点以内)

 

工作站配置要求：

CPU   双路12核 Xeon X5680

内存 48G~96G DDR3 -1333 Ecc Reg

显卡 Quadro FX4800/Quadro FX5800

硬盘 SAS 450G 15000转，可选RAID0、5、10

阵列卡 硬SAS高速阵列卡

操作系统 Windows XP 64位 SP2 中文版

 

XASUN顶级12核超静音图形工作站

型号 XASUN EX5 23396-A64RD

配置明细

主要配置 12核Xeon 3.33/96GB/Qadro 5000/高速阵列 

工作站硬件性能指标 

CPU 运算速度每秒1598亿次 

GPU 几何三角形处理:9.5亿/秒, 352流处理器 

磁盘阵列 RAID5下，IO读写带宽300MB/S，IOPS 400次/秒 

网络端口 通过汇聚功能，实现2Gbps 

硬件配置明细 　 

配件 品牌和型号 数量 

CPU 六核Xeon X5680 2 

　 3.33G/12MB/6.4GTs/超线程/Turbo 　 

芯片组 intel S5520 Chips 　 

内存 8G DDR3 1333 Reg ECC 12 

显卡 Nvidia Quadro 5000 2.5GB 1 

系统盘 450G 6Gbps SAS   1 

超级硬盘系统 450G 6Gbps SAS   5 

　 8口 SAS2-RAID 1 

光驱 DVD刻录机 1 

网卡 千兆以太端口 2 

工作站平台 XASUN SA6C107PBV，1200W EPS 　 

噪音控制系统 静音级(全速计算45分贝以内) 　 

硬件升级能力 　 　 

显卡 支持Nvidia Quadro 全系列专业图卡 

内存槽 12个，单根内存最大16GB，最大容量192GB 

硬盘位 8个热插拔，单块最大SAS：1TB、SATA：2TB 

PCI扩展 1*PCIE x8,2*PCIE x4,3*PCI-X 

操作系统 　 　 

支持Windows Server 2003、2008 

支持Windows XP、Vista、7 

支持Redhat、Suse Linux全系列 

应用软件 　 　 

基于windows、linux环境下应用软件全系列 

报价 ￥115,000元

参考资料：http://hi.baidu.com/server_diy/home

参考技术A ABAQUS有限元分析应用与工作站配置方案
XASUN是当今市场唯一能提供塔式、超级、机架、便携、特种等图形工作站全方面解决方案的品牌。拥有完整、完美、可靠、静音的高性能工作站全套产品系列，为行业用户在高性能计算、CAD/CAM/CAE、图形图像处理、虚拟仿真、三维动画、视频编辑等应用提供强劲、高效的定制专业级图形工作站。
1. ABAQUS软件介绍
ABAQUS是一款功能强大的有限元分析软件，它可以分析复杂的固体力学、结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。ABAQUS可做单一零件的力学和多物理场的分析，还可做系统级的分析和研究

2. ABAQUS求解器

ABAQUS在大量的高科技产品研究中都发挥着巨大的作用，它有两个主求解器模块— ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit。
l ABAQUS/Standard的并行求解器包括：具有动态负载均衡功能的并行直接稀疏矩阵求解器、基于区域分解的并行迭代求解器和并行Lanczos特征值求解器；
l ABAQUS/Explicit的并行求解器也是基于区域分解的，
3．ABAQUS并行计算特点
ABAQUS支持Threads和MPI两种模式的并行。Threads模式在SMP架构的图形工作站上运行，而MPI模式在分布式集群系统上运行。
3.1 ABAQUS求解器计算特点

求解器
Abaqus/Standard
Abaqus/Explicit

算法分类
隐式算法
显式算法

主要应用
静力、模态、屈曲等
接触、碰撞、冲击

算法特点
内存占用多， 硬盘IO多
内存占用少，硬盘io低

对硬件要求
内存容量大，磁盘io快，读写带宽高，进程通信量大
CPU要求高
显式和隐式对计算机配置（CPU、内存、硬盘io和读写带宽）侧重点是不同的，例如增加CPU数目能够提高显式的计算速度，对动态隐式则帮助不大。增加内存的比例能够提高隐式的求解速度等。
3.2 ABAQUS运行与计算机配置
通常决定网格计算速度的因素有三个方面：
1 计算模型的大小和复杂度
2 图形工作站硬件配置
CPU核数和频率、内存容量、硬盘IO读写带宽和IOPS、总线频率
3 操作系统和应用软件的优化设置
下面主要谈硬件方面：
CPU----决定网格计算速度
内存---决定的网络计算规模
硬盘---决定隐式计算中间数据回写性能
显卡---决定计算结果的图形生成可视化模型规模和性能
分类
CPU核数
内存
硬盘IOPS
硬盘带宽

隐式计算(静态） 高 高 中 低
隐式计算(动态） 低 高 高 高
显式计算 高 低 低 中

关于CPU和内存的要求
首先CPU和内存频率越高,计算速度就会越快。如确保CPU所有的核心100%进行运算,所进行运算的数据容量一定不要超过可使用的空闲内存容量,否则整个计算过程要被内存空间不足,从虚拟内存、硬盘中频繁数据调用读取,造成cpu时间延迟等待.
关于网络计算规模对应CPU核数
从现有规格Xeon E3、Xeon 5600处理器规格来讲，通常小规模（300万网格以内）推荐4核图形工作站，中大规模（600万网格以内）推荐8核图形工作站，超大规模（1000万网格）推荐12核图形工作站。
核与内存容量的比例
每个核与内存数据计算量大概在1:4~8比较合理 ，例如4核对应内存16GB~32GB，8核对应32GB~64GB，12核对应48GB~96GB，当然内存越大越好，XASUN独有的内存虚拟硬盘软件可以帮助你大幅缩短数据交换时间。
网格规模与内存容量合理分配
如果设置ABAQUS使用的内存上限超过实际的物理内存，调用的数据就会从虚拟内存、硬盘来读去，CPU的等待时间大大变长，造成计算速度整体下降。所以务必保证控制好数据占用内存容量上限，必须是计算机物理内存实际能空闲提供给ABAQUS使用的内存。
硬盘的性能
在计算过程中，如果内存容量不够, 数据文件是放在硬盘上的, 如果内存足够大的话, 这个文件则会由ABAQUS进行任务调度放入内存以提高速度, 即设定内存使用量的百分比. 这个不是指所需的内存量, 而是作为一个控制磁盘剩余空间的参数.

内存容量毕竟有限，如果模型特别大的话，两类文件加起来得几十个GB，肯定得往硬盘里写数据。所以提升效率最经济的方法就是把硬盘读写的速度提上去，就得通过RAID方式提升硬盘的读写性能，详细推荐参考下面配置方案中得硬盘使用。
计算中的操作软环境注意
一般计算所用的操作系统，基本都是window和linux 64位，但是基于Linux环境的计算时间普遍比Windows环境要短的多，另外安装过程也有很多注意事项，只有对整个运行过程非常了解，设置合理，对计算速度提升非常大的。

在ABAQUS的有限元模型分析计算中，会生成临时文件，尽量将文件存储介质放到最快的存储介质上，对整体运算也是非常重要的。

由于内存读写速度比硬盘读写速度快，所以如果计算机配置不变的情况下，要达到最快计算速度，就要在计算时让两种临时文件都放在内存中。
3. ABAQUS工作站配置方案

方案1 中小规模网格计算配置方案
定位 适合100万以内自由度(30万节点)的计算规模

机器型号: XASUN T3 13216-S11A1AA
主要配置 4核Xeon 3.2/16GB/Qadro600/120G SSD+1TB SATA

硬件配置明细
CPU 4核Xeon E3 1230 3.2G/12MB/6.4GTs/超线程/Turbo
芯片组intel C204 Chips
内存 4G DDR3 1333 Reg ECC 4
显卡Nvidia Quadro 600 1GB
系统盘120GB SSD 6Gbps
数据盘1TB SATA企业级
光驱DVD刻录机
工作站平台XASUN SX9SCAC105P7S （700W EPS）　
噪音控制系统静音级(全速计算45分贝以内)
　
硬件性能指标
CPU运算速度每秒512亿次
GPU像素填充率:2.56GB/s,显存带宽25.6GB/s 96个流处理器，1GB GDDR3显存
硬盘 IO读写带宽270/200MB/S，IOPS 3万次/秒
硬件升级能力
CPU 支持XeonE3全系列
内存槽4个，单根内存最大8GB，最大容量32GB
硬盘位 4个，单块最大SAS：1TB、SATA：2TB
操作系统
支持Windows Server 2003、2008
支持Windows XP、Vista、7
支持Redhat、Suse Linux全系列
应用软件
基于windows、linux环境下软件全系列
报价 18500

该配置特点：
CPU采用intelSandy Bridge Xeon E3处理器，使用了新的环形总线设计，这条环形总线由四条独立的环组成。环的访问总会自动选择最短的路径，以缩短延迟。随着核心数量、缓存容量的增多，缓存带宽也随时同步增加，因而能够很好地扩展到更多核心，这样，SNB每个核心的三级缓存带宽都是96GB/s，堪比高端Westmere，而四核心系统更是能达到384GB/s，因为每个核心都在环上有一个接入点。
环形总线的存在，可以大大减少核心访问三级缓存的周期。在以往的产品中，多个核心共享一个三级缓存，需要访问的话必须先经过流水线发送请求，在进行优先级排序之后才能进行。新的环形总线将三级缓存分割成了若干部分，借助于每个节点，核心可以快速的访问LLC。
另一个亮点就是 “AVX高级矢量扩展”指令集”，Sandy Bridge平台的SIMD演算单元扩展到了256bits，同时数据传输也获得显著提升，AVX指令集使得CPU内核浮点运算性能提升到了2倍。

方案2 中大规模的网格计算配置方案
定位 适合300万以内自由度(100万节点)的计算规模
型号 XASUN T5 23148-A43B
主要配置 8核Xeon 3.06/48GB/Qadro2000/4*300G SAS
硬件配置明细
CPU 四核Xeon X5667 2 3.06G/12MB/6.4GTs/超线程/Turbo
内存8G DDR3 1333 Reg ECC6
显卡 Nvidia Quadro 2000
系统盘 300G 6Gbps SAS
硬盘阵列 300G 6Gbps SAS 3
光驱 DVD刻录机
工作站平台 XASUN SA6C105PAS （1000W EPS）1
显示器 可选
噪音控制系统 静音级(全速计算45分贝以内)
　

硬件性能指标
CPU运算速度每秒979亿次
GPU像素填充率:10GB/s,显存带宽41.6GB/s
192个流处理器，1GB GDDR5显存
硬盘IO读写带宽450/400MB/S
网络端口 通过汇聚功能，实现2Gbps
硬件升级能力
CPU 支持Xeon5600全系列
显卡 支持Quadro FX全系列，支持双Quadro Plex
内存槽 12个，单根内存最大16GB，最大容量192GB
硬盘位 4个，单块最大SAS：1TB、SATA：2TB
PCI扩展 1*PCIE x8,2*PCIE x4,3*PCI-X

操作系统
支持Windows Server 2003、2008
支持Windows XP、Vista、7
支持Redhat、Suse Linux全系列
应用软件 基于windows、linux环境下软件全系列
报价 49700

方案3 超大规模的网格计算配置方案
定位 适合600万以内自由度(200万节点)的计算规模
型号 XASUN EX5 22996-A16S42RC
CPU 四核Xeon X56702 2.93G/12MB/6.4GTs/超线程/Turbo
内存8G DDR3 1333 Reg ECC12
显卡Nvidia Quadro 4000
系统盘 600G 6Gbps SAS
硬盘阵列250G 6Gbps SSD 4
8port SAS2-RAID
光驱 DVD刻录机
工作站平台 XASUN SA6C105PAS （1200W EPS）
噪音控制系统 静音级(全速计算45分贝以内)

操作系统
支持Windows Server 2003、2008
支持Windows XP、Vista、7
支持Redhat、Suse Linux全系列
应用软件
基于windows、linux环境下软件全系列
报价 98000

定位 适合办公环境下的,1000万以内自由度(300万节点)的计算规模

分布式静音集群配置

集群硬件 管理节点
型号XASUN R5 22764-A83RB
配置
◇19"标准, 4U机架式
◇2颗 6核Xeon X5650 2.66GHz，12M L3，QPI6.4GTs　
◇64GB DDR3-1333 RECC
◇Quadro 4000 2GB 专业图
◇超级硬盘 8块300G 6Gbps SAS硬盘 　
◇阵列 1块 6Gbps SAS-RAID
◇双1000M以太网接　
◇1200W EPS 电源
◇可选Infiniband高速互联卡
计算节点 3台
型号 XASUN RS5 22748-A13i
配置
◇19"标准, 4U机架式　
◇2颗 6核Xeon X5650 2.66GHz，12M L3，QPI6.4GT
◇48GB DDR3-1333 RECC　
◇系统盘1块 300G 6Gps SAS硬盘
◇双1000M以太网接口
◇700W EPS 电源
◇可选Infiniband高速互联卡
交换机 8口千兆交换
KVM系统 8口 KVM切换器
机柜19"标准，含网络布线系统、散热系统、供电系统、导轨、托架，22U
稳压源 净化稳压电源10KVA
分布式集群性能指
计算速度 48核,浮点性能5107亿次/秒
内存总容量 208GB DDR3-1333 RECC
集群存储 2TB SAS 读写带宽1400MB/s、900MB/s
噪音控制 控制在45分贝以内
操作系统及软件 支持windows和linux环境Nastran HyperWorks LMS ANSYS ABAQUS FLUENT ADINA RADiosS

总计¥198,000.00

ANSYS如何做接触分析

这个主要操作是要定义接触对，路径在图中

参考技术A 在ANSYS Classic中可以用“Contact Pair”（接触对），或者点约束(MPC)算法，通过方程进行约束。MPC 算法适用于面对面、点对面的接触单元。使用该方法时，ANSYS 会根据接触运动
建立 MPC 方程。内部 MPC 方法能够克服传统接触法则和其他多点约束方法的缺点。若与
粘结接触结合使用，MPC 方法可简化下列形式的接触装配和运动约束：固-固装配、壳-壳装
配、壳-固装配、梁-固装配、刚性面约束以及任意面的载荷分布。

另外，在ANSYS Workbench中在接触区域控制的接触类型设定中，可以模拟的接触类型：
固结（Bonded），即完全绑定，无摩擦也无滑动。
不分离（No separation），和固结类似，不过在小范围内允许无摩擦的滑动。
无摩擦（Frictionless），部件之间摩擦系数为 0，允许法相分离。
粗糙（Rough），与无摩擦类型相似，只是部件之间不允许接触滑动。
有摩擦的（Frictional），部件之间会因摩擦系数而产生剪切力。 参考技术B 接触非线性分析