6 asc(s |  Automotive Simulation Center Stuttgart e.V. Impressum Aktuelles aus der Wissenschaft zum Thema Simulation        Der neue 1 Pflop/s - Numbercruncher mit 113 664 Compute-Cores   Am 24. Februar 2012 erfolgte die offizielle  Einweihung des neuen Cray XE6-Systems „Hermit“ durch den Ministerpräsidenten des Landes Baden-Württemberg Winfried Kretschmann und die Bundesministerin für Wissenschaft und Kunst Prof. Dr. Annette Schavan. Christoph Gümbel, Leiter des Virtuellen Fahrzeugs bei der Porsche AG und stellvertretender Vorstandsvorsitzen- der des Automotive Simulation Center Stuttgart asc(s e.V., hob vor allem die herausragende Bedeutung der Simulation für die virtuelle Fahrzeugent- wicklung  im Rahmen des weltweiten Wettbewerbs der OEMs in seiner Laudatio hervor. Wir sind dabei    Das asc(s nutzt diesen Höchstleistungsrechner für die Weiterentwicklung der CAE-Simulationsmethoden sowie die Portierung der industriell einge- setzten ISVs-Codes auf die neue Architektur für die Automobilindustrie. Bei diesem Cray XE6-Numbercruncher handelt es sich um einen der modernsten Höchstleistungsrechner, der bedingt durch seine Architektur sowohl sehr schnell sehr viele Einzelberechnungen als auch sehr rechenzeitintensive multidisziplinäre Optimierungsrechnungen durchführen kann. Derzeit nutzen wir den Cray XE6-Höchstleistungsrechner für folgende zwei asc(s-Projekte: 1. Entwicklung und Validierung eines thermischen Simulationsmodells einer Li-Ionen-Batterie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge (HEVs/PEVs) Zielsetzung dabei sind Untersuchungen zum Wärme- und Energiemanage- ment sowie zur Kühlungsoptimierung der Batterie, um eine möglichst hohe Lebensdauer zu gewährleisten. Die Aufgabe besteht in der Kopplung eines dreidimensionalen  CFD-Modells einer kompletten Höchstleistungs- Li-Ionen-Batterie (inkl. 84 Pouchzellen, Kühlkreislauf, Gehäuse .…) mit einem elektrothermischen Modell für die einzelne Zelle inkl. der Verifikation und Validierung der eingesetzten Software Star CCM+. Das dabei verwendete Simulationsmodell besitzt 16 Millionen Zellen.  Zur Simulation der physikalischen Zeit von 2,5 h  werden 4 Knoten a 32 Cores auf der Cray XE6 verwendet. Wegen Engpässen beim Arbeitsspeicher von vier GB/Core kann nur jeder zweite Core verwendet werden. Die gesamte Turn- around Berechnungszeit beträgt für eine thermoelektrische Simulation unter Nutzung von 64 Cores derzeit ca. 11 Tage. Für die gesamthafte Auslegung und Optimierung der Li-Ion Batterie und die Validierung der Simulationsergebnisse sind ca. 10-12 charakteristische Versuchs- konfigurationen zu untersuchen. 2. Methodische und softwaretechnische Umsetzung der Topologieoptimierung crashbeanspruchter Fahrzeugstrukturen (CRASH-TOPO) Zielsetzung ist die Entwicklung eines industriell einsatzfähigen Verfahrens zur Topologieoptimierung der Querschnitte von Strangpressprofilen unter Berücksichtigung von Crash-Lastfällen. Derzeit werden die Querschnitte dieser Profile sehr zeitaufwendig oft mit einfachen Probierverfahren entwickelt. Eine numerische Optimierung der Topologie würde hier den Entwicklungsprozess deutlich beschleunigen, damit effizienter machen und zugleich oft zu völlig neuen, besseren Konzepten für Querschnittsgestal- tungen und Leichtbauansätzen führen. Gerade im Hinblick auf Elektro- fahrzeuge wird somit die Basis zur Gestaltung und Konstruktion von neuen Struktur- und Antriebskonzepten gelegt. Innerhalb der Prozesskette mit modularem Aufbau werden unterschiedliche Programmsysteme verwendet: LS-DYNA als Crash-Solver - LS-OPT, LS- TaSC und Genesis als Optimierer, SFE CONCEPT für die implizit parametrische Beschreibung des Bau- und Designraums sowie die an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg entwickelten Tools GRAMB (Graph based Mechanics Builder) und TOC (Topology Optimizer for Crash-loaded structures). Die gesamte Optimierungsprozedur erfordert eine Vielzahl von Crashanalysen. Hierbei findet die neue CRAY XE6 ihre Anwendung. Teilweise muss auf eine extrem feine Vernetzung zurückgegriffen werden, um z.B. Beuleffekte der dünnwandigen Strangpressprofile abbilden zu können. Dies ist z.B. der Fall bei der Hybrid Cellular Automata Methode - HCA (LS-TaSC) - als eine von drei Optimierungsstufen. Beispielhaft wird ein Rohbaumodell mit 12 Millionen Elementen betrachtet. Der Schweller ist dabei das zu optimierende Bauteil und soll als Strangpressprofil ausgeführt werden. Er ist zu Beginn der Optimierung mit Volumenelementen voll vernetzt. Die Kantenlänge der Elemente beträgt nur wenige Millimeter. Bei 256 Cores ergeben sich für die einzelnen Iterationen Berechnungszeiten von 4,5h bis 12h. Bei ca. 15-20 Iterationen führt dies zu einer gesamten Berechnungszeit von ca. 140h bei einem Lastfall (hier: Pfahlaufprall). Kontakt zur Übersicht Hermit – Petaflop/s Performance for Engineering Applications 6