Improving Crash Simulations with High-Performance Computing: A Case Study of PSA Peugeot Citroën

技术

分析与建模 - 数字孪生/模拟
分析与建模 - 预测分析

适用行业

汽车
生命科学

适用功能

产品研发
销售与市场营销

用例

数字孪生
虚拟现实

服务

系统集成
测试与认证

挑战

欧洲第二大汽车制造商 PSA 标致雪铁龙在满足日益严格的汽车法规（要求降低二氧化碳排放水平）方面面临着重大挑战。这要求汽车制造商通过使用强度重量比更高的材料来减少设计结构质量。然而，在设计过程中引入新材料是很复杂的；设计规则和数值工具必须不断发展，以了解这些材料的特性并评估潜在的故障。存在等待仿真的可靠设计方向而延迟生产的风险，或者必须在设计周期后期重新设计零件的风险。此外，由于模拟碰撞或破裂事件涉及较大的非线性变形，适当的材料失效标准对于结果的准确性至关重要。为了提高评估预测破裂模型的知识，并确定大规模测试破裂的可行解决方案，PSA 与 Altair、Ecole Polytechnique Laboratoire de Mécanique des Solides (LMS) 和 PRACE 合作。

关于客户

标致雪铁龙是欧洲第二大汽车制造商，2013年销售额和收入达540亿欧元。标致雪铁龙旗下拥有世界知名品牌DS、标致和雪铁龙，2013年在全球销售了280万辆汽车，其中42%已售出欧洲以外。 PSA 在二氧化碳排放方面处于欧洲领先地位，2013 年平均二氧化碳排放量为 115.9 克/公里。该公司在 160 个国家/地区开展销售业务，还参与融资活动（Banque PSA Finance）和汽车设备（佛吉亚）。

解决方案

Altair 工程师将 RADIOSS（Altair HyperWorks CAE 软件套件中用于碰撞仿真的市场领先分析解算器）移植到 Bullxmpi，用于分配给该研究的 Curie 超级计算机。此移植包括在 Bullxmpi 下优化 RADIOSS 设置以获得理想的性能。使用 1 到 1000 万个元素的工业汽车碰撞模型评估和改进了该解决方案的效率。开发了两个特定模型来研究 B 柱组件的断裂，其网格尺寸要求为 75 µm 元件长度。 Altair 必须优化代码以处理大型仿真模型，尤其是非常精细的网格部分内的接触处理；该项目还需要优化多个 I/O 处理。此外，Altair 工程师在 RADIOSS 中实施了特定的材料定律和断裂模型，该模型是通过“工业断裂联盟”（包括麻省理工学院、巴黎综合理工学院和 PSA 等工业合作伙伴）开发的。

运营影响

PSA was pleased with the outcome of the study. Without access to this type of large scale supercomputer system, it would have been impossible to consider running such a large simulation problem in a reasonable amount of time. The achievements obtained during this project help companies like PSA to be ready to handle increasingly complex simulations and to evaluate future needs more precisely in terms of computational resources for evolving rupture simulation projects. The organizations involved plan to continue this work via a regular PRACE project to study the behavior of the rupture of this B-pillar component as well as some other components through a full vehicle crash simulation.

数量效益

Validated readiness of the RADIOSS code to handle very large models of several millions of solid elements
Proved scalability of the code up to 8,192 cores and beyond -- tested up to 16,384 cores for the very first time
Implemented and validated a new material law and rupture model representing the state of the art for fracture modeling