“使用ANSYS的云合作伙伴Nimbix在數(shù)百個內(nèi)核上運行Fluent，使電信服務提供商Altaeros能夠在各種操作條件下以高保真度快速評估我們原型設計的空氣動力學性能，并且運行時間不會太長。事實證明，Nimbix高性能計算云平臺速度快且非常易于使用，其技術支持非常出色。”

喬納森·埃弗里特 博士

Altaeros首席空氣動力學家

下面將分享電信服務提供商Altaeros的案例來展示HK-Nimbix高性能計算云平臺如何幫助企業(yè)開發(fā)業(yè)務數(shù)據(jù)庫并提高計算速度。電信服務提供商Altaeros使用ANSYS Fluent和Nimbix云計算設計的空中信號塔后，不僅降低了成本和能源消耗，還將電信業(yè)務擴展到了農(nóng)村。

1Part.1電信服務公司 Altaeros的簡介

Altaeros于2010年在麻省理工學院成立，是一家電信服務提供商，其使命是為農(nóng)村和偏遠社區(qū)提供下一代基礎電信設施。目前，該公司已從軟銀集團、三菱重工、Suhail Bahwa集團和Ratan N. Tata籌集資金，并獲得了美國農(nóng)業(yè)部和國家科學基金會的技術開發(fā)資助。Altaeros開發(fā)了一個系繩空中平臺，可用于能源、電信和農(nóng)業(yè)領域的一系列應用。Altaeros的第一個商業(yè)產(chǎn)品SuperTower為世界各地難以進入的農(nóng)村社區(qū)提供了高速移動寬帶，并且部署一個SuperTower提供相當于15個傳統(tǒng)蜂窩塔的覆蓋范圍，成本可降低60%。

2Part.2背景介紹

電信服務提供商Altaeros開發(fā)了一個名為“SuperTower”的系繩空中平臺，是該公司的首個商業(yè)產(chǎn)品，該產(chǎn)品為難以進入的農(nóng)村地區(qū)提供高速移動寬帶。通過創(chuàng)新的自主飛行控制系統(tǒng)，Altaeros消除了對持續(xù)監(jiān)控和操作機載平臺的人力需求，大大降低了部署成本。同時，Altaeros使用基于模型的設計方法來設計空氣動力控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)在極端條件下也能夠自主發(fā)射并在恢復期間保持工作高度和穩(wěn)定飛行。為了實現(xiàn)這一功能，Altaeros需要高保真建模能力，ANSYS Fluent和其云合作伙伴NIMBIX為Altaeros開發(fā)大范圍的空氣動力學數(shù)據(jù)庫提供的基礎設施保障。

3Part.3Altaeros面臨的挑戰(zhàn)

與其他大型復雜系統(tǒng)一樣，Altaeros制作SuperTower的機載平臺原型需要非常高的成本，這對于Altaeros這樣一家初創(chuàng)公司而言，將承擔極大的失敗風險。因此，如果能夠在開發(fā)早期創(chuàng)建準確的模型并使早期設計能夠通過仿真進行測試，則Altaeros能夠最大限度地降低研發(fā)失敗風險。在空氣動力學方面，Altaeros機載平臺面臨的挑戰(zhàn)主要是“風的可變性”。無論是機械載荷還是飛行動力學，系統(tǒng)風向標將被動地指向風，并且短期內(nèi)可能會遇到必須適應的大迎角或側滑。

4Part.4Altaeros解決方案

Altaeros使用ANSYS Fluent執(zhí)行計算流體動力學 (CFD) 仿真，通過ANSYS的合作伙伴Nimbix利用云計算資源，對數(shù)十種不同的操作條件進行建模。通過使用Nimbix云計算，Altaeros可以在可管理的周轉時間內(nèi)執(zhí)行仿真，同時保持高保真度。

CFD(計算流體動力學)成果的第一個用途是為系統(tǒng)的機械設計開發(fā)負載例子，并確定關鍵傳感器(如風速計)的最佳位置。然而，Altaeros的仿真用途遠遠不止于此。Altaeros 在專有的飛行動力學仿真工具中對整個系統(tǒng)進行建?！D地面站、系繩和氣球。

CFD(計算流體動力學)成果形成了“空氣動力學數(shù)據(jù)庫”的關鍵組成部分，空氣動力和力矩可以從中確定。飛行動力學仿真器允許：

飛行控制軟件的開發(fā)和調(diào)試。

在設計包極限的條件下驗證設計。

原型制作系統(tǒng)操作員培訓。

Altaeros的機載平臺在風以各種不同的迎角接近時進行建模

5Part.5 Altaeros獲得的益處

Altaeros公司提到，A在使用NSYS Fluent和其云合作伙伴NIMBIX開發(fā)空氣動力學數(shù)據(jù)庫后，他們的建模能力不僅有了極大的提升，同時該投資在后期減少物理原型和控制軟件的飛行調(diào)整迭代方面獲得了顯著回報，不僅驗證了其設計方法，還使得 Altaeros 的第一個商業(yè)系統(tǒng)SuperTower的設計規(guī)模顯著擴大。

審核編輯：湯梓紅