Barracuda V2021.1新版发布

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号外号外:Barracuda发布新版本V2021.1啦,新版本在计算速度提升、新功能增加、功能强化、求解速度和后处理等方面均具有大幅改进,给用户带来了更好的应用体验。下面就随小编一起看看吧。

 

1. GPU加速功能增强

Barracuda Virtual Reactor (以下简称Barracuda)2021.1具有GPU并行加速改进功能,相比于之前的版本仿真速度显著提高。图1中的设备配置了NVIDIA V100 GPU显卡,采用V2021.0.1和V2021.1版本对工业级流化床反应器的仿真速度进行对比。该流化床反应器具有243000个网格和2990万计算颗粒,这代表Barracuda用户可以在 NVIDIA DGX V100 系统上运行工业级设备的模拟案例。可以发现,单GPU的仿真速度提高了约8%,使用 2GPU、3GPU和4 GPU进行模拟的情况下,计算速度以20%增长。BarracudaV2021.1支持多GPU并行计算,且具有良好的稳定性,相比原来的版本具有更快的运算速度。

图1. 工业级流化床反应器模拟速度对比(Barracuda V2021.0.1与Barracuda V2021.1)

 

CPFD公司还在NVIDIA DGX A100显卡上进行了相同的模拟速度测试,该显卡具有 NVIDIA GPU卡的最新一代架构。图2显示了Virtual Reactor 2021.1的模拟速度,并将NVIDIA DGX V100显卡的性能与NVIDIA DGX A100显卡的性能进行了比较。当使用1或2个GPU卡时,NVIDIA DGX A100显卡的模拟运行速度大约是 NVIDIA DGX V100显卡的两倍。当使用3或4个GPU卡时,性能提升幅度在30%以上。

图2. 工业级流化床反应器的模拟速度对比(NVIDIA V100与NVIDIA A100显卡)

 

NVIDIA DGX A100显卡的仿真速度令人印象深刻,这意味着Barracuda用户可以运行比之前计算量更大的仿真实例。CPFD公司还测试了工业级流化床在不同工况下NVIDIA DGX A100显卡的计算速度对比情况,如图3所示。NVIDIA DGX A100显卡上4000万至5500万计算颗粒的模拟速度相当于NVIDIA DGX V100显卡上3000万计算颗粒的模拟速度。

图3. 在不同颗粒量下使用Barracuda Virtual Reactor 2021.1 的 NVIDIA A100 GPU显卡的模拟速度对比

 

由以上计算对比数据可知,Barracuda用户可以综合考虑真实网格数、计算颗粒数和总内存要求方面,并根据其需求选择合适的GPU显卡配置。

如果您想尝试Barracuda的多GPU仿真功能,我们可以根据用户的需求提供不同的服务,您也可以直接联系海基科技工作人员。

  1. 可购买额外的GPU许可证,以便与当前的求解器许可证一起启用多GPU模拟。
  2. 如果您在特定时间段内需要Barracuda进行大量计算,可购买短期许可证。
  3. 可购买云计算许可证,显著提升运算速度,以满足项目截止日期的要求。

 

2. Baffle属性功能更新

Baffles功能的重大更新对于Barracuda的传热建模能力增添了极大的多功能性。如下图所示,Baffles的GUI界面可以设置挡板的热属性,用于模拟挡板的换热过程。

 

图4. 新增挡板属性设置

 

图5. 挡板热属性参数设置

 

Thermal Baffle选项中,挡板将可以作为热边界条件,并可以输出任意传热相关的数据。其中:

  • Temperature:热挡板的温度可设置为定值,也可以通过随模拟时间变化的文件指定。
  • Emissivity:热挡板材料的热辐射率,默认值为1。
  • Scatter factor:离散因子是用于确定辐射热通量的参数,用于衡量辐射在遇到挡板表面时改变方向的程度。默认值意味着挡板表面不会诱发辐射方向的任何变化。

 

3. P-1 辐射模型改进

BarracudaV2020.1版本已开始支持P-1辐射模型的计算,但在颗粒较为稀疏的反应系统,收敛性不佳。这是由于在v2020.1.0、v2021.0.0和v2021.0.1版本中,辐射吸收系数的计算在网格的基础上进行,没有考虑来自相邻网格的影响。而在BarracudaV2021.1版本中,可使用最近的网格插值计算辐射吸收系数,此改变使辐射模型更稳定。测试表明,这一变化不会显著影响大颗粒量的模拟结果,但对低颗粒量的模拟结果产生了积极影响。

 

4. 新增喷射边界(Injection BCs)动态流体分布功能

图6. 喷射边界设置界面

 

Injection BCs中增加了一个新的选项,可根据系统内每个注射位置的局部压力动态分配流体流量。例如,在低压网格处将分配比在较高压力处更大的流体流量。此功能旨在对有多孔结构的气体分配器进行更逼真的模拟。

 

5. 新增曳力模型UDF变量

在设置颗粒属性的曳力模型中,用户自定义的表达解析器中添加了多个新的变量,用于更加精确的描述化学反应速率。新增变量如下:

曳力模型编辑器:颗粒的空间位置(x、y和z位置)

图7. 曳力模型编辑器:粒子 x、y和 z 位置

化学系数编辑:气体种类浓度

图8. 化学系数编辑:气体物种浓度

 

化学系数编辑:湍流粘度

图9. 化学系数 编辑:湍流粘度

 

6.GUI界面更新Raw Data输出设置选项

图10. 更新原始数据选择窗口

 

Raw Data选择窗口已更新。新的GUI设计允许丰富的颗粒和流体数据输出,其主要目的是允许用户自由选择所需的数据,这会降低原始数据输出文件的大小。

 

7. 新增日志文件命令

图11. 示例memory.log文件

 

新日志文件允许用户监控Barracuda模拟在运行时使用多少内存。在某些系统中,尤其是在运行GPU加速模拟时,使用本地操作系统工具(任务管理器、资源监视器等)很难监控模拟所需的总内存量。该文件记录模拟所需的系统RAM量,以及每个GPU的内存量。

 

8. " Open Terminal "功能改进

图12. Open Terminal

 

Open Terminal功能的更新让用户更方便地运行Barracuda中包含的实用程序脚本。Open Terminal快捷方式位于顶部菜单栏的后处理菜单、快捷方式栏和Post-Run窗口中。当安装了Anaconda Python并定义了环境变量,则终端启动脚本将激活Anaconda Python的环境。

 

9. 实用程序脚本更新

新增的实用程序脚本"batch_movie",可以从命令行生成Tecplot动画。该脚本可批次创建视频,无需单独在Tecplot生成,但前提是计算机需要安装Python软件。

10. Tecplot版本更新

Barracuda更新了于2021年10月21日发布的Tecplot 360 EX 2021 R2,新功能如下:

  • 可自定义轮廓图文本;
  • 数据功能下的公式定义新增选项;
  • 减少临时磁盘空间。

此版本的Tecplot还更正了Barracuda用户遇到的两个问题:

1. 之前版本的Tecplot 360会加载所有的Virtual Reactor数据,这导致数据加载时间增加。而在Barracuda 2021.1的Tecplot 360 EX 2021 R2中,Tecplot会只默认加载最后时刻的数据,这样不会消耗更多的时间用于加载数据。

 

2. 在之前的Barracuda版本中,某些情况下Tecplot不会使用VPN连接在Windows系统上打开。而Tecplot 360 EX 2021 R2很好的修复了此问题。

 

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