CEA(法國原子能和替代能源委員會)利用Abaqus確保核能防禦系統的可靠性及安全性

士盟科技-部落格圖片

作為北約五國之一的法國,在1996年停止了對其核武庫的實際測試;為了確保法國的核子威懾(France's nuclear deterrent)在未來仍然有效,CEA/DAM(法國原子能和替代能源委員會)致力於一項模擬計劃,以減少物理測試。CEA/DAM需要一個用於高性能熱固多物理場模擬的軟體,其伴隨安全及安保研究。

CEA模擬科學與資訊部(DSSI)副主任Max-André Darizcuren透過電腦輔助工程(CAE)軟體SIMULIA Abaqus,在2004年帶領頭展開管理軍火生命週期的計畫;Darizcuren表示:「我們的目標是透過模擬以確保我們的核能防禦系統的可靠性和安全性;此項計畫的概念是:一旦驗證了一個模擬模型,需要的物理實驗則就會越來越少。」

Abaqus圖一 Abaqus模擬是在CEA的TERA 100超級電腦中進行的;法國在1996年測試禁令之後,該超級電腦保障核威懾戰略持續存在。

CEA最初並非採用Abaqus研究所有的項目,但對於Abaqus模擬結果精確性,以及多種項目帶來的效益印象深刻,以至於整個組織都改採用該軟體,「我們已經使用了CATIA V5與ENOVIA SmarTeam,而2005年達梭收購Abaqus後也進一步投資Abaqus解決方案,提供了一個舒適的水平。」Darizcuren說:「我們擁有針對特定功能的專有軟體,但Abaqus是我們少數一起使用的商用軟體。」

CEA/DAM最早的Abaqus模擬主要是二維的,且假設為軸對稱以縮小模型規模,然而測試數據顯示,測試對象並非全部都有軸對稱性,在許多情況下,三維的軸對稱模型能更準確捕捉物件的全貌。

Abaqus圖二 Abaqus模擬鋁板衝擊試驗

CEA顯然需要更強大的計算能力來管理廣泛的高階模擬,以捕捉所有此類數據並真實地預測多種現象(單模型包含超過 1 億個自由度DOF)。 2010 年,CEA購買了一台僅用於該計畫的TERA 100超級電腦(來自 Bull)。當時,它是歐洲最強大的機器(目前仍然在地區排名前 12 位,全球排名第 35 位);基於高精度模擬結果與介面功能環境,CEA/DAM 採用達梭SIMULIA 的Abaqus,CEA與SIMULIA密切合作於客製平行運算架構的專案,以使Abaqus於CEA的TERA 100 超級電腦的運行狀況至最佳化。

無論使用何種運算方式,以數百核心進行平行運算皆可達成,Abaqus幫助產品從理論研究到製造、性能,甚至拆卸等整個生命週期中的強健性,大幅減少模擬時間且讓CAE工程師縮短他們的對產品的設計週期。

各行各業對於模擬強大能力的需求都在快速增長,Darizcuren確信地表示,從這些成功的合作結果來看,達梭系統未來將成為機構中高效能電腦軟體的關鍵參與者。

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