fluent流体仿真算法特点、求解器分析及工作站硬件配置推荐2025V1
2025年3月12日 11:04本目录包含
第1类 纯CPU计算工作站硬件配置推荐配置25v1
第2类 支持GPU加速计算工作站硬件配置推荐25v1
ANSYS Fluent 是全球主流的CFD（计算流体动力学）商业软件之一，应用广泛，主要用于复杂流动和传热问题的数值仿真。以下从主要应用场景、核心算法、多核并行规模及GPU支持情况的详细说明
一、Fluent主要应用场景
Fluent作为通用CFD软件，广泛应用于以下领域：
领域典型应用航空航天 |
飞机气动设计、发动机燃烧室仿真、高超声速流动（激波捕捉） |
汽车工业 |
整车外气动优化、发动机冷却、电池热管理 |
能源（核能、风电、油气） |
燃烧器、锅炉、多相流（气液）、涡轮机械流动、热交换器仿真 |
电子散热 |
芯片散热器设计、数据中心气流组织 |
建筑与环境 |
建筑风荷载评估、室内通风、污染物扩散 |
生物医学 |
心血管血流模拟、人工心脏瓣膜流固耦合 |
二、主要算法及多核并行能力
Fluent的核心算法可分为求解器、物理模型和数值方法三类：
1. 求解器类型
求解器算法特点推荐多核并行数并行效率Pressure-Based |
分离式求解（逐方程迭代），适合低速流动 |
64~256核 |
高（弱扩展效率>70%） |
Density-Based |
耦合式求解（联立方程），适合高速可压缩流 |
32~128核 |
中（效率≈50%~70%） |
2. 湍流模型
模型算法特点推荐多核并行数并行效率RANS（k-ε/SST） |
稳态湍流模拟，内存占用低 |
128~512核 |
高（效率>80%） |
LES/DES |
瞬态大涡模拟，高时间分辨率 |
64~256核 |
中（效率≈60%~80%） |
DNS |
直接数值模拟，极端计算需求 |
256~1024核 |
低（效率<50%） |
3. 多相流模型
模型算法特点推荐多核并行数并行效率VOF |
界面追踪（气液两相） |
64~256核 |
中（效率≈50%~70%） |
DPM |
离散颗粒追踪（喷雾、粉尘） |
32~128核 |
高（效率>70%） |
Eulerian-Eulerian |
多相混合流动（油气水） |
128~512核 |
低（效率≈40%~60%） |
4. 其他关键算法
算法应用场景推荐多核并行数AMG求解器 |
线性方程组加速收敛 |
128~512核 |
动网格（Dynamic Mesh） |
运动边界问题（阀门、旋转机械） |
64~256核 |
辐射模型（DO/Discrete Transfer） |
高温传热（燃烧、太阳能） |
32~128核 |
三、GPU加速支持
截至Fluent 2023R2，GPU加速主要针对以下模块（需NVIDIA GPU）：
支持的功能适用算法推荐GPU型号加速效果线性求解器 |
AMG预条件器（Pressure-Based求解器） |
NVIDIA A100/H100（80GB） |
2~5倍加速（稳态问题） |
湍流模型 |
RANS（k-ε、k-ω SST） |
NVIDIA RTX 6000 Ada |
1.5~3倍加速 |
辐射模型 |
DO（Discrete Ordinates） |
NVIDIA A100(40GB) |
3~4倍加速 |
化学反应求解 |
有限速率燃烧（简化机理） |
暂仅支持部分功能 |
1.2~2倍加速 |
不支持GPU的功能：
- Density-Based耦合求解器LES/DES瞬态湍流模型多相流VOF/DPM动网格及流固耦合（FSI）
四、硬件配置建议
1. 多核CPU选择
- 推荐型号：
- AMD EPYC 9684X（96核，12通道DDR5，适合大规模并行）Intel Xeon Platinum 8490H（60核，高主频，适合耦合求解器）
2. GPU加速方案
- 单卡配置：NVIDIA A100 80GB（适合稳态辐射/湍流加速）多卡配置：4×H100 + NVLink（需搭配EPYC CPU及InfiniBand网络）
3. 内存与存储
- 内存容量：每节点≥512GB（DNS/LES场景需1TB+）存储：NVMe SSD + 并行文件系统（Lustre/GPFS）
第1类 纯CPU计算硬件配置推荐配置25v1
NO |
品牌与型号 |
配置规格 |
价格 |
|
1 |
EX660i228256-MBA |
2*Xeon银牌4416+(40核2.8GHz) /256GB DDR5/RTX A400/2TB SSD系统盘/8TB SATA企业级/双塔式(1300w) /27寸-2K图显 |
49990 |
超值型 |
2 |
AR420i 130256-MCA |
AMD霄龙7773X(64核3.0GHz)/256GB DDR4 / Quadro T400/4TB SSD系统盘/8TB SATA企业级/双塔式(1300w) /27寸-2K图显 |
39990 |
高性价比 |
2A |
EX6660i 227256-MCA |
2颗Xeon金牌6530(64核2.7GHz)/256GB DDR5/ Quadro T1000 4GB /4TB SSD系统盘/8TB SATA企业级/塔式(1300w) /27寸-2K图显 |
67000 |
完美型 |
3 |
EA650i 230512-MCB |
2*AMD霄龙7773X(64核3.0GHz)/512GB DDR4 / Quadro T1000/4TB SSD系统盘/16TB SATA企业级/塔式(1300w) /27寸-2K图显 |
63900 |
高性价比完美型 |
4 |
EX660i 230768-MCB |
2颗Xeon铂金8558(96核3.0GHz)/768GB DDR5/ Quadro T1000/4TB NVMe系统盘/16TB SATA企业级/塔式(1300w)/27寸-4K图显 |
127000 |
完美高速型 |
5 |
EA660i 234512-MCB |
2*AMD霄龙9654(192核3.4GHz)/512GB DDR4 / Quadro T1000 /4TB NVME系统盘 /16TB SATA企业级/塔式(1300w)/27寸-4K图显 |
99990 |
增强型 |
5A |
GA660M 2341T-MDB |
2颗AMD霄龙9684X(192核3.4GHz)/1TB DDR5/RTX A2000 /8TB NVME系统盘/16TB SATA企业级/双塔式(2000w)/27寸-4K图显 |
167000 |
完美高速型 |
5B |
GA660M 2401T-MDC |
2*AMD霄龙9655(192核4.0GHz)/1.5TB DDR5/RTX A4000 16GB/8TB NVME /20TB SATA企业级/双塔式(2000w) /27寸-4K图显 |
225000 |
完美高频高速型 |
6 |
GA660M 2451T-MDC |
2颗AMD霄龙EPYC9575F(128核4.5GHz)/1.5TB DDR5/RTX A4000 /8TB NVMe系统盘/18TB SATA企业级/双塔式(2000w) /27寸-4K图显 |
227000 |
高频计算极致型 |
6A |
GX660M 2291T-MDC |
2颗Xeon铂金8592+(128核2.9GH z)/1TB DDR5/8TB NVME/20TB SATA企业级/双塔式(2000w)/27寸-4K图显 |
228000 |
高速计算完美型 |
6B |
Alpha760 4322T-MDC |
4颗Xeon金牌6448H(128核3.2GH z)/2TB DDR5/RTX A4000/8TB NVME /20TB SATA企业级/双塔式(2000w冗余)/27寸-4K图显 |
330000 |
超大规模并行计算高速型 |
7 |
Alpha760 4322T-MDC |
4颗Xeon铂金8490H(240核3.1GH z)/4TB DDR5/RTX A4000/8TB NVME /20TB SATA企业级/双塔式(2000w冗余)/27寸-4K图显 |
495000 |
超大规模并行计算极致型 |
第2类 支持GPU加速计算的硬件配置推荐25v1
NO |
品牌与型号 |
配置规格 |
求解网格数量 |
价格 |
1 |
GX660M 228256-MBT |
2*Xeon银牌4416+(40核2.8GHz) /256GB DDR5/RTX A400/RTX4090D 48GB /2TB SSD系统盘/8TB SATA企业级/双塔式(2000w) /27寸-2K图显 |
4000万(FP32) |
91000 |
2 |
GR420M 130256-PCA |
AMD霄龙7773X(64核3.0GHz)/256GB DDR4 / A100 40GB+水冷/Quadro T400/4TB SSD系统盘/8TB SATA企业级/双塔式(2000w) /27寸-4K图显 |
2000万(FP64) |
128000 |
3 |
GR430M 134384-PCA |
AMD霄龙9684X(96核3.4GHz)/384GB DDR5 / A100 40GB+水冷/ Quadro T400/3.84TB SSD系统盘 /16TB SATA企业级/双塔式(2000w)/27寸-4K图显 |
2000万(FP64) |
168000 |
4 |
GX650M 228256-MC2A |
2颗Xeon金牌6530(64核2.7GHz)/256GB DDR5/ 2*A100 40GB+水冷/Quadro T1000 4GB/4TB SSD系统盘/16TB SATA企业级/双塔式(2000w) /24寸-2K图显 |
4000万(FP64) |
179990 |
5 |
GR430M 134768-MD2A |
2颗AMD霄龙9684X(192核3.4GHz)/768GB DDR5/2*A100 40GB+水冷/Quadro T1000 4GB/8TB NVME系统盘/16TB SATA企业级/双塔式(2000w)/27寸-4K图显 |
4000万(FP64) |
275000 |
6 |
GX660M 230768-MD4A |
2颗Xeon铂金8558(96核3.0GHz)/768GB DDR5/ Quadro T1000/ 4*A100 40GB+水冷/8TB NVMe系统盘/16TB SATA企业级/双塔式(2*2000w)/27寸-4K图显 |
8000万(FP64) |
365000 |
6A |
GA650M 2301T-MD4A |
2颗AMD霄龙EPYC7773X(128核3.0GHz)/512GB DDR4/Quadro T1000 /4*A100 40GB+水冷/8TB NVMe系统盘/16TB SATA企业级/双塔式(2*200 0w) /27寸-4K图显 |
2400万(FP64) |
345000 |
7 |
GA660M 2451T-MD4A |
2颗AMD霄龙EPYC9575F(128核4.5GHz)/1.5TB DDR5/Quadro T1000 /4*A100 40GB+水冷/2TB SSD/8TB NVMe系统盘/18TB SATA企业级/双塔式(2*2000w)/27寸-4K图显 |
2400万(FP64) |
450000 |
8 |
GA660M 2401T-MD2H |
2*AMD霄龙9655(192核4.0GHz)/1.5TB DDR5/2* H800 80GB+水冷/RTX A2000 12GB/2TB SSD/8TB NVME /20TB SATA企业级/双塔式(2000w) /27寸-4K图显 |
2500万(FP64) |
835000 |
9 |
GX660M 2301T-PE2H |
2颗Xeon铂金8592+(128核2.9GH z)/1TB DDR5/4块A800 80GB+水冷/2TB SSD系统盘/8TB NVME/20TB SATA企业级/双塔式(2*2000w)/27寸-4K图显 |
5000万(FP64) |
945000 |
总结
- 多核并行极限：
- 常规流动问题（RANS）：512核内高效运行瞬态高分辨率（LES）：256核内保持较好效率
- GPU适用场景：
- Pressure-Based求解器的稳态问题（辐射、湍流）优先使用GPU加速。密度基求解器/瞬态问题仍依赖多核CPU集群。
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