Cadence 新一代高性能、高精度多物理场仿真软件平台 Fidelity CFD

Cadence楷登 2023年6月19日浏览：1072

Cadence 新一代高性能、高精度多物理场仿真软件平台 Fidelity CFD的图1

Cadence 于 2022 年 4 月发布了新一代高性能、高精度、多物理场仿真软件平台 Fidelity CFD（计算流体力学）。

Cadence 于 2021 年收购了计算流体力学软件公司 NUMECA 以及网格生成软件 Pointwise 公司。具体内容可回顾以下两篇文章：

Cadence 收购计算流体力学软件公司 NUMECA，扩展系统分析能力
Cadence 收购 Pointwise 公司拓展系统分析解决方案

Fidelity CFD 标志着一个全新架构体系的创建，是 Cadence 对收购的这两家专业 CFD 公司进行技术集成的第一步。其统一的工作流程除去了工具间的数据传输，能让我们以更快的求解速度获得更高精度的预报结果。Fidelity CFD 是首款同时具有高阶数值格式、尺度解析湍流模型和 GPU / CPU 加速功能的商用 CFD 软件平台。

Fidelity CFD 解决了计算流体动力学领域里最具挑战的几大需求：

1. 精准可靠地预报湍流的分离。现有较高精度的方法耗时过长，通常需要一周甚至更久时间，无法满足产品开发周期不断缩短的市场需求；而速度较快的方法则精度又欠佳。

2. 进一步减少地面试验（风洞）或飞行试验。

3. 求解器稳健性和自动化程度的提升能够支持多学科仿真，可对同一几何模型同时进行多物理场仿真。

4. 网格生成流程几乎无需用户参与。现有的网格生成器自动化程度非常有限，人工处理几乎占用 80% 的工程耗时。Fidlity CFD 网格生成器模块可以将这一时间从数天缩短至数小时。

5. 在现有的和新一代基于 GPU 的高性能计算（HPC）平台上均可高效运行。

Cadence 新一代高性能、高精度多物理场仿真软件平台 Fidelity CFD的图2

Fidelity CFD 新技术引领着下一代的高阶求解器和网格生成技术，在与传统方法计算时间相当的情况下可以提供更高的预报精度，或在相同的精度下具有更快的计算速度。计算速度随着计算核数的增加几乎呈线性增加，同时结合 GPU 处理计算的加速，可以极大的缩短计算运行时间（详见下方图表）。

Cadence 新一代高性能、高精度多物理场仿真软件平台 Fidelity CFD的图3

高阶数值技术的使用实现了尺度解析湍流仿真，能充分发挥现有先进计算架构的优势。

Cadence 新一代高性能、高精度多物理场仿真软件平台 Fidelity CFD的图4

本田使用 Fidelity CFD 的高效工作流程，在保证高质量计算结果的同时将每位工程师的处理时间节省了数周。本田首席工程师 Takiguchi 博士表示：“我们对 Fidelity CFD 的计算精度非常满意。之前我们用过很多商业工具，但对其质量都不太满意。Cadence 帮助我们将 CPU 处理时间缩短至原来的三分之一，每套网格的生成时间缩短至 30 分钟。”

丰田使用 Fidelity CFD 的前处理进行高度自动化的模型处理工作，将模型准备时间和网格生成时间降低了 90% 以上。同时他们也采用 Fidelity CFD 进行汽车的 HVAC 模拟和空气动力学仿真。

Fidelity CFD 不仅适用于汽车行业，也适用于航空航天领域以及船舶水动力学。而船舶水动力应用中最引人注目的莫过于美洲杯帆船赛，其被用于设计了美洲杯的冠军帆船。详情可阅读 Cadence CFD 解决方案助力美洲杯帆船赛参赛队，优化其水动力学性能。

Cadence 公司 NUMECA 事业部销售总监 Joris Vanherzeele 表示：“我们已经参与了多届美洲杯赛事。上个月的第 36 届美洲杯和往常一样，进入到了双方攻守的僵持期。新西兰酋长队作为防守方迎战意大利队 Luna Rossa。赛事异常激烈，但我们参与设计的帆船又一次站上了巅峰。我记得有一年的决赛双方是新西兰酋长队与美国甲骨文队，两队都采用了我们的工具，所以不管谁赢，我们都又一次站上了巅峰。”

关于 Cadence

Cadence 在计算软件领域拥有超过 30 年的专业经验，是电子系统设计产业的关键领导者。基于公司的智能系统设计战略，Cadence 致力于提供软件、硬件和 IP 产品，助力电子设计从概念成为现实。Cadence 的客户遍布全球，皆为最具创新能力的企业，他们向超大规模计算、5G 通讯、汽车、移动设备、航空、消费电子、工业和医疗等最具活力的应用市场交付从芯片、电路板到完整系统的卓越电子产品。Cadence 已连续八年名列美国财富杂志评选的 100 家最适合工作的公司。如需了解更多信息，请访问公司网站 cadence.com。