La technologie GPU dans Ansys Fluent : accélérer la simulation au lieu de la soufflerie

Depuis plus de 100 ans, Krone mise sur la qualité et l'innovation pour soutenir le développement de ses véhicules utilitaires. Aujourd'hui, les semi-remorques et tous leurs accessoires, tels que les enjoliveurs et les ailes arrière, doivent être certifiés conformément aux directives de la Commission européenne concernant les émissions de CO2 et la consommation de carburant. Le facteur décisif est la résistance à l'écoulement, qui est déterminée par des mesures en soufflerie ou par des calculs à l'aide d'un logiciel CFD.

Krone a recours à la simulation avec Ansys Fluent pour déterminer les coefficients de traînée. La simulation de la remorque permet d'analyser et d'évaluer rapidement les modifications apportées à la conception. Il n'est pas nécessaire de créer un modèle réel et de le tester en soufflerie. Cela présente un avantage certain lors de la conception aérodynamique, car la relation de cause à effet n'est pas toujours évidente et même de petits changements amènent des économies significatives de CO2 tout au long de la "vie de la remorque".

Un avantage supplémentaire de l'utilisation de Fluent est que le maillage de mauvaises géométries peut être effectué efficacement en utilisant le workflow flexible de Fluent Meshing, sans avoir à réparer la géométrie au préalable. Même les modèles très grands ou finement maillés sont rapidement simulés avec le nouveau solveur Fluent GPU.

700 itérations avec un maillage de 30 millions de nœuds peuvent être effectuées en moins de 10 minutes - ce qui n'était auparavant qu'un rêve. De tels temps de calcul n'étaient auparavant possibles qu'avec une parallélisation massive sur un grand nombre de cœurs de CPU. Avec la nouvelle technologie Fluent GPU, cela est désormais possible sur de puissantes cartes graphiques, avec des coûts et une consommation d'énergie considérablement réduits.

Les ingénieurs de développement de Krone peuvent évaluer la résistance aérodynamique de leurs remorques à l'aide d'un grand nombre de pièces complémentaires disponibles dans le logiciel CFD d'Ansys, sans devoir procéder à des mesures longues et coûteuses dans la soufflerie. L'analyse rapide par simulation permet de réduire les coûts et de raccourcir les délais de développement.

En outre, une nouvelle norme européenne est en cours d'élaboration. Elle prévoit que les obligations de certification et les réglementations relatives à la détermination des émissions de CO₂ et de la consommation de carburant des poids lourds seront basées sur des logiciels de simulation numérique. Les programmes correspondants et les modèles génériques de véhicules en 3D seront disponibles à l'avenir. Bien entendu, les fabricants de remorques qui utilisent la simulation depuis longtemps et qui peuvent s'appuyer sur une vaste expérience auront un avantage.

Les simulations CFD ne fournissent pas seulement des informations pour la certification européenne. En effet, elles donnent aussi aux concepteurs une représentation claire du champ d'écoulement et des informations importantes sur le potentiel d'amélioration. Elles permettent également d'identifier de manière fiable les "zones mortes" ou les zones de séparation des tourbillons. Au final, la simulation permet de mieux comprendre le comportement de la remorque et donc d'identifier des mesures de conception pour réduire davantage la consommation de carburant pour le client final.

Le solveur GPU de Fluent fournit une accélération supplémentaire, ce qui signifie que les résultats des calculs sont disponibles en très peu de temps. Grâce à un plus grand nombre de simulations simultanées, des études de variantes plus approfondies sont réalisables, permettant l'optimisation de la conception de manière encore plus ciblée.