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基于 BCS 的LS-DYNA 汽车模拟碰撞系统方案建议书 1.1 客户需求分析与应对 在发生交通事故的瞬间如何最大程度地保护人员的安全，是汽车设计者要考虑的重要因素之 一。给汽车配备一流的安全装置不足以证明汽车的安全性，必须经过汽车碰撞试验才可以验证。 传统的汽车碰撞试验需要付出高昂的代价：汽车碰撞试验场、试验用原型车、智能人体模型等 等。目前，这种传统的实验模式正逐渐被 CAE （计算机辅助工程）中的模拟仿真系统所替代。 同时，很多汽车设计制造商正面对如下难题：办公室空间有限；没有专门的 IT 设备机房、专 业的冷却装置及隔音设备；服务器、存储系统及网络设备连接复杂，导致管理难度加大及系统故 障率增多，而且多厂家设备混用带来更多的兼容性问题。因此，如何选配一款高性能、高性价 比、易扩展、易于部署、稳定可靠的汽车碰撞仿真系统是各大汽车设计制造商关心的问题。 IBM 与美国著名的仿真分析软件公司 LSTC 携手设计了一套汽车碰撞仿真系统解决方案，帮 您解决上述问题。方案由如下产品组成： LS-DYNA MPP 版本 仿真软件 IBM Blade 服务器及 BladeCenter S (简称 BCS) 机箱 1.2 解决方案介绍 1.2.1 方案拓扑图 第 1 页 基于 BCS 的LS-DYNA 汽车模拟碰撞系统方案建议书 备注：BCS 机箱适用于不超过 5 个计算节点（40 核）的集群系统。对于需要大规模集群支持的汽 车模拟碰撞系统解决方案，请选用 BladeCenter H 机箱和 infiniband 交换机。 1.2.2 方案概述 我们推荐 IBM BladeCenter S 刀片系统作为解决方案的硬件平台，并使用美国 LSTC 公司提供 的 LS-DYNA 通用非线性动力学软件，构建一套汽车模拟碰撞系统的高性能计算解决方案。实施该 方案后，您可以方便地对车身、乘员约束系统（安全带、安全气囊）、假人系统进行碰撞仿真， 评价汽车碰撞时乘员约束系统对乘员安全的保护能力；仿真汽车碰撞历程并对安全车身设计的安 全性进行评价，安全车身设计主要评价目标是以结构侵彻、轿厢变形、车门打开、燃油泄漏和乘 员生存空间为目标。此外，针对我国“机动车、自行车和行人混合的交通系统”现状，还可进行 人—车碰撞仿真，以便进行安全法规研究和交通事故的仿真。 方案软件 LS-DYNA 显式动力学有限元软件能够模拟真实世界的各种复杂场景，特别适合高速碰撞、爆 炸和金属成型等非线性动力冲击问题，包含汽车安全性分析、薄板冲压成形过程模拟等功能。我 们采用 LS-DYNA 的 MPP 版本（Massively Parallel Processing ：大块并行处理），该版本使一项任 务可同时在多台分布计算机上进行计算，从而最大限度地利用已有计算设备，大幅度减少计算时 间 ， 计 算 效 率 随 计 算 机 数 目 增 多 而 显 著 提 高 。 这 种 计 算 方 式 就 是 HPC (High- Performance Computing) 高性能计算集群。 简单的说，HPC 集群（cluster ）就是一组计算机，它们作为一个整体向用户提供一组网络资 源。这些单个的计算机系统就是集群的节点（node ）。HPC 集群在计算过程中，各节点是协同工 作的，它们分别处理大问题的一部分，并在处理中根据需要进行数据交换，各节点的处理结果都 是最终结果的一部分。通过在集群中运算节点计算机上安装并行处理软件，可以将在传统计算机 上运行的串行程序作为并行的运算过程在多台集群计算机上完成。一方面，不需要花费高昂的代 价购买高配置的大型服务器就可以达到相近甚至更高的计算性能，另一方面随着应用对运算性能 要求的提高，可以按照需求线性的对集群系统进行升级。 LS-DYNA MPP 在 x86-64 集群上的性能，已经远远超过其传统的 LS-DYNA SMP 版本 （Symmetrical Multi Processing: 对称多处理），使运算的时间大大缩短。 方案硬件 使用 IBM BladeCenter S 刀片机箱，配置相应数量的刀片服务器、存储、I/O 交换机等设备构 成方案的硬件系统平台：