Ansys HPC高性能计算模块

Ansys HPC 利用了高效的并行求解技术，将一个大规模运算问题自动分配到局域网或集群系统、刀片系统中的多个计算节点和多个 CPU 核上并行计算，突破单一节点计算资源对计算规模的限制，充分利用硬件资源，大大扩展仿真计算的规模，提高求解速度，降低内存消耗并保持求解精度。

Ansys HPC

增加一个并行求解核。

Ansys HPC Pack

HPC 单用户打包版，每个包支持 8 核并行求解，许可证数量增加，支持的计算核的数量按照包的数量增加，适合于单用户进行并行运算。

Ansys HPC Workgroup

HPC 工作组版多用户使用时，每个用户的可用核数可在规定核数之内任意分配。适合于一个区域内的多用户进行并行求解。

Ansys HPC Enterprise

HPC 企业版可以在广域网内使用，每个用户的可用核数可在规定核数之内任意分配。适合于在不同地域的多用户进行并行求解，共享 HPC 许可证资源。

Ansys HPC（高性能计算）产品在多个领域都有广泛且关键的应用，以下是一些主要应用领域：

航空航天领域

飞行器设计与分析

气动性能模拟：在飞机设计过程中，精确模拟飞行器的外流场对于优化其气动外形至关重要。Ansys HPC 能够处理大规模的网格数据，实现对复杂飞行器外形周围气流的高精度模拟，从而准确计算升力、阻力等气动参数，帮助工程师设计出更具空气动力学性能的飞行器。

结构强度与动力学分析：飞机结构必须承受复杂的飞行载荷，包括重力、气动力、发动机推力等。Ansys HPC 通过并行计算技术，可以快速求解大规模的结构有限元模型，对飞机的机翼、机身、起落架等关键部件进行结构强度分析和动力学分析，确保结构在各种工况下的安全性和可靠性。

航空发动机研发

燃烧与传热分析：航空发动机内部的燃烧过程和传热现象极为复杂。Ansys HPC 能够加速对发动机燃烧室、涡轮等部件的燃烧和传热模拟，研究燃料的燃烧效率、火焰传播特性以及部件的温度分布，为发动机的性能优化和热管理提供关键支持。

流体动力学分析：发动机内部的气流流动对其性能有重大影响。Ansys HPC 可以处理发动机内部复杂的流道几何形状和流动边界条件，对进气道、压气机、涡轮等部件进行详细的流体动力学分析，优化气流流动路径，提高发动机的效率和推力。

汽车工业领域

整车性能优化

空气动力学分析：汽车的风阻系数直接影响其燃油经济性和行驶稳定性。Ansys HPC 能够对汽车的外流场进行精细模拟，考虑车身表面的复杂几何形状和周围环境的影响，准确计算风阻系数，并通过优化车身外形设计来降低风阻，提高汽车的性能。

碰撞安全分析：在汽车碰撞安全设计中，需要对车辆在碰撞瞬间的结构变形和能量吸收进行精确模拟。Ansys HPC 可以快速求解大规模的碰撞有限元模型，分析车辆各个部件的碰撞响应，为设计更安全的汽车结构提供依据。

汽车零部件设计与分析

发动机设计：对发动机的气缸、活塞、曲轴等关键零部件进行结构强度分析和热分析。Ansys HPC 通过并行计算技术，能够处理复杂的零部件几何形状和边界条件，确保零部件在高温、高压、高速旋转等工况下的可靠性和耐久性。

变速器设计：变速器内部的齿轮传动和液压系统需要进行精确的运动学和动力学分析。Ansys HPC 可以加速对变速器模型的求解，优化齿轮的设计参数，提高变速器的传动效率和换挡平顺性。

能源领域

石油天然气勘探与开采

地质建模与油藏模拟：在石油天然气勘探阶段，需要构建大规模的地质模型来描述地下储层的结构和属性。Ansys HPC 能够处理海量的地质数据，通过并行计算快速生成地质模型，并进行油藏模拟，预测石油天然气的储量和分布，为勘探决策提供科学依据。

井筒力学分析：在开采过程中，井筒的稳定性和安全性至关重要。Ansys HPC 可以对井筒周围的岩石力学行为进行分析，考虑地层压力、温度、流体流动等多种因素的影响，优化井筒设计，防止井筒坍塌和泄漏等事故发生。

电力系统设计与分析

电磁兼容分析：在电力设备的设计中，需要考虑设备之间的电磁兼容性。Ansys HPC 可以对电力系统中的电磁场分布进行大规模模拟，分析不同设备之间的电磁干扰和耦合效应，优化设备布局和电磁屏蔽设计，提高电力系统的电磁兼容性。

电网潮流分析：对电网的潮流分布进行准确分析是确保电网安全稳定运行的关键。Anys HPC 通过并行计算技术，可以快速求解大规模的电网潮流方程，分析电网在不同工况下的潮流分布情况，为电网调度和优化提供支持。

电子电器领域

芯片设计与制造

热分析：随着芯片集成度的不断提高，散热问题成为制约芯片性能的关键因素之一。Ansys HPC 可以对芯片内部的热传导和热分布进行高精度模拟，考虑芯片的多层结构和复杂的电路布局，为芯片的封装设计和散热解决方案提供依据。

电磁分析：芯片在工作过程中会产生电磁辐射和受到电磁干扰。Ansys HPC 能够对芯片内部的电磁场分布进行大规模模拟，分析电磁辐射的强度和方向，以及电磁干扰的来源和影响，优化芯片的电路布局和电磁屏蔽设计，提高芯片的电磁兼容性。

电子设备设计与分析

结构强度与动力学分析：电子设备在使用过程中可能会受到各种外力的作用，如振动、冲击、重力等。Ansys HPC 可以对电子设备的外壳、电路板等部件进行结构强度分析和动力学分析，确保设备在正常使用条件下的安全性和可靠性。

热管理分析：电子设备的散热性能直接影响其使用寿命和性能。Ansys HPC 通过并行计算技术，可以对电子设备内部的热流和气流进行分析，优化散热通道的设计，提高设备的散热效率。

生物医学领域

医疗器械设计与优化

生物流体模拟：在医疗器械设计中，如血管支架、人工心脏瓣膜等，需要了解生物流体（如血液）在器械周围的流动情况。Ansys HPC 能够处理复杂的血管几何形状和血液的非牛顿流体特性，对生物流体进行高精度模拟，优化医疗器械的设计参数，提高其生物相容性和治疗效果。

结构强度分析：医疗器械在人体内需要承受一定的生理载荷。Ansys HPC 可以对医疗器械的结构进行强度分析，考虑人体组织的力学特性和生理环境的影响，确保医疗器械在人体内的安全性和可靠性。

生物组织建模与分析

生物力学分析：对生物组织（如骨骼、肌肉、软组织等）进行生物力学分析，研究生物组织在不同生理和病理状态下的力学行为。Ansys HPC 通过并行计算技术，可以处理大规模的生物组织有限元模型，分析生物组织的应力、应变分布，为生物医学研究和临床应用提供支持。

药物扩散分析：在药物研发过程中，需要了解药物在生物组织中的扩散情况。Ansys HPC 可以对药物在生物组织中的扩散过程进行模拟，考虑生物组织的孔隙率、渗透率等物理性质，为药物研发提供依据。

建筑与土木工程领域

建筑结构设计与分析

结构强度与稳定性分析：在高层建筑、大跨度桥梁等建筑结构设计中，需要对结构的强度和稳定性进行精确分析。Ansys HPC 通过并行计算技术，可以快速求解大规模的结构有限元模型，分析结构在自重、风荷载、地震荷载等作用下的结构响应，确保建筑结构的安全性和可靠性。

热传导分析：建筑物的热传导性能对其能源消耗和室内舒适度有重大影响。Ansys HPC 可以对建筑物的墙体、屋顶、地板等部件进行热传导分析，考虑材料的热导率、厚度等因素的影响，优化建筑物的保温隔热设计，降低能源消耗。

土木工程施工过程模拟

岩土力学分析：在土木工程施工过程中，如基础工程、隧道工程等，需要对岩土的力学行为进行分析。Ansys HPC 可以对岩土的应力、应变分布进行大规模模拟，考虑地层压力、温度、水流等多种因素的影响，优化施工方案，防止岩土坍塌和地下水渗漏等事故发生。

混凝土结构分析：混凝土是土木工程中常用的材料，在施工过程中需要对混凝土结构的强度发展和变形进行分析。Anys H HPC 可以对混凝土结构的早期强度发展和长期变形进行分析，考虑水泥水化过程、温度、湿度等因素的影响，优化施工工艺，提高混凝土结构的质量。