Pourquoi Hexagon a fait l’acquisition d’un superordinateur pour le développement de ses nouveaux produits

Le groupe Hexagon a récemment fait l’acquisition d’un superordinateur Fugaku (du fabricant japonais Fujitsu) afin de révolutionner l’utilisation des simulations dans le développement de nouveaux produits. Fugaku, ce superordinateur considéré comme le plus rapide au monde, peut accélérer l’innovation en permettant de réaliser des simulations CFD (dynamique des fluides numérique) complexes, considérées auparavant comme trop longues et trop coûteuses. La division Manufacturing Intelligence du groupe démontre que la performance des nouvelles générations d’avions et de véhicules électriques peut être analysée plus en détail et avec un nombre d’itérations bien plus grand, en faisant appel à des simulations de haute performance. En exploitant des semi-conducteurs de pointe, les fabricants peuvent analyser toutes les complexités d’un développement avec moitié moins d’énergie et à des coûts nettement plus bas que ceux de méthodes de simulation traditionnelles.

Relever les nombreux défis des simulations CFD

Les simulations CFD exigent des capacités et ressources informatiques importantes. Par conséquent, les ingénieurs doivent passer de nombreuses heures à simplifier la conception réelle d’un produit juste pour pouvoir la simuler et s’assurer qu’elle fournira les résultats attendus. Dans certains cas, un ingénieur peut consacrer jusqu’à 90 % de son temps à ce processus manuel, et ces spécialistes sont confrontés à toujours davantage de simulations d’extrapolation afin de gérer plus d’éléments. Le coût et le temps nécessaires pour réaliser ces simulations sont donc prohibitifs, et les ingénieurs ne peuvent simuler qu’une conception de produit approximative. Les utilisateurs de Cradle CFD Hexagon ont désormais la possibilité de tirer parti de la puissance de l’architecture informatique de Fugaku basée sur ARM pour réaliser, rapidement et sans effort, des simulations complexes. Cela est devenu possible grâce à un nouveau partenariat qui permettra aux clients d’utiliser le logiciel Cradle CFD sur la série de superordinateurs commercialisés PRIMEHPC de Fujitsu Limited, qui utilisent la technologie Fugaku.

Les ingénieurs pourront dorénavant simuler des conceptions complexes sans avoir à les simplifier, non seulement pour gagner du temps, mais aussi pour accéder à des détails considérablement améliorés. Cela leur permettra d’une part d’examiner rapidement plusieurs options de conception, en utilisant plus souvent la simulation pour affiner et tester leurs conceptions, et d’autre part d’étudier de nouveaux concepts qui ne peuvent pas être explorés avec les ressources actuelles dans le domaine des tests physiques ou les simulations. Les fabricants bénéficient désormais de cette vitesse et de ce niveau de détail plus élevés. Leurs ingénieurs pourront également utiliser ce type de simulation régulièrement dans leur travail quotidien, car l’architecture de Fugaku consomme environ un tiers de l’énergie des ordinateurs utilisés actuellement, ce qui réduit les coûts et améliore la durabilité environnementale. 

Un développement révolutionnaire pour de nombreux secteurs industriels

Ce développement est révolutionnaire pour divers secteurs, notamment l’automobile, l’aéronautique et la construction, lesquels ont besoin des informations fournies par la simulation CFD à grande échelle. C’est particulièrement important à une époque où l’industrie automobile et l’aéronautique recherchent par tous les moyens de nouvelles formes de mobilité et de nouveaux transports électrifiés.

Les experts de Hexagon ont travaillé en étroite collaboration avec Fujitsu Limited pour ajuster le code CFD Cradle et exécuter des simulations de test sur Fugaku. Une voiture familiale type a été simulée dans son intégralité, ce qui n’est possible qu’avec une plus grande puissance de calcul. Ce modèle comprenait 70 millions d’éléments utilisant 960 cœurs et a été simulé jusqu’à l’état stable à l’aide de l’équation RANS sur 1 000 cycles.

Dans l’aéronautique, l’impact des turbulences qui se forment autour des ailes d’un avion est d’une importance cruciale pour la commande et la sécurité d’un tel véhicule. La turbulence est le résultat de nombreux vortex, dont certains sont si petits qu’il est impossible de les simuler à l’aide des méthodes actuelles. Grâce à la technologie Cradle et aux ressources de calcul supplémentaires de Fugaku, les ingénieurs peuvent désormais obtenir une simulation de plus haute résolution afin de mieux comprendre l’impact des turbulences sur la sécurité structurelle de l’avion et les forces qu’il peut supporter. C’est important pour le développement de la nouvelle génération d’avions, y compris les modèles supersoniques et hypersoniques, pour laquelle les ingénieurs doivent comprendre le comportement des ondes de choc autour de l’appareil.

Résultats concluants issus de test de fluide transonique

L’équipe a effectué avec succès une simulation de test de fluide compressible transonique autour d’un avion. L’analyse transonique est essentielle à la conception d’avions sûrs et efficaces, car elle aide les ingénieurs à comprendre ce qui se passe lorsque l’air circule autour d’une surface de contrôle des ailes. Cette recherche a été menée à l’aide des ressources informatiques du superordinateur Fugaku de Riken par le biais du projet de recherche sur l’utilisation du système HPCI .

Pour Roger Assaker, président de l’unité Design & Engineering dans la division Manufacturing Intelligence de Hexagon, « la simulation est la clé des innovations dans l’aérospatiale et l’eMobilité. Les avancées telles que l’architecture de super calcul à faible consommation de Fugaku est l’une des façons d’exploiter ces connaissances sans coûter une fortune, et je suis très satisfait des résultats obtenus par notre équipe Cradle CFD et nos partenaires. »