Wir sprachen mit zwei CFD-Ingenieuren bei Produktionsfirma Modine, ein internationales Unternehmen, das Wärmeübertragungslösungen entwickelt, herstellt und testet, spricht darüber, wie das Unternehmen Rescale nutzt, welche Motivation es für das Computing in der Cloud hat und welche Auswirkungen Rescale künftig auf den Designprozess haben wird. Lesen Sie das folgende Gespräch, um zu erfahren, wie das Unternehmen Rescale nutzt, um seine CFD-Simulationen auf größere, komplexe transiente Modelle auszuweiten und dabei tatsächlich Zeit zu sparen.

Neu skalieren: Bitte stellen Sie sich vor und beschreiben Sie Ihre Rolle innerhalb der Modine-Organisation.
Peter: Mein Name ist John Iselin. Ich bin technischer Berater und beschäftige mich hauptsächlich mit numerischen Strömungsanalysen. Ich gebe unseren Anwendungs- und Produktentwicklungsingenieuren Feedback dazu, wie sie ihre Konstruktion auf der Grundlage der Ergebnisse von CFD-Simulationen verbessern können.
Victor: Und mein Name ist Victor Niño, ich bin der Virtual Technology Manager. Ich beaufsichtige alle Simulationsaktivitäten in der numerischen Strömungsmechanik und Finite-Elemente-Analyse sowie die Entwicklung von Leistungsmodellen und die Entwicklung von Haltbarkeit und Tests.

Neu skalieren: Können Sie Modine beschreiben und einige Beispiele für die Produktlinie von Modine nennen?
VictorModine bietet Lösungen für das Wärmeübertragungsmanagement. Wir beliefern zahlreiche Branchen, darunter die Automobilindustrie, die Landmaschinen- und die Baumaschinenindustrie. Ein weiterer wichtiger Geschäftsbereich von Modine ist die Klima- und Heizungstechnik. Wir konzentrieren uns auf die Entwicklung von Wärmeübertragungskomponenten und -systemen.
Neu skalieren: Okay, und zum Produktprogramm gehören Dinge wie Kühler und Getriebeölkühler?
Victor: Ja, genau. Wir liefern Kühler, Ladeluftkühler für Dieselmotoren, Ölkühler, Abgasrückführungskühler, Kondensatoren und Verdampfer für Klimaanlagen sowie Batteriekühler für Elektrofahrzeuge.
Peter: Unser Hauptgeschäft sind Wärmetauscher mit großer Oberfläche.
Neu skalieren: Können Sie Ihre Simulationsanforderungen und Ihre Computerumgebung beschreiben, bevor Sie mit der Verwendung von Rescale begonnen haben?
PeterWir verfügen über relativ große Workstation-Computersysteme. In Nordamerika verfügen wir nicht über eine interne Grid-basierte Computerumgebung. Unsere typischen Workstations verfügen über zehn Kerne und 10 Gigabyte Arbeitsspeicher. Speicher und Rechenbandbreite begrenzen den Grad der Parallelisierung, den wir in unseren Simulationen nutzen können.
Victor: Modine Deutschland verfügt über ein Netz, das alle fünf Jahre aktualisiert wird. Das aktuelle Netz umfasst 32 Prozessoren, wobei zunächst weitere Erweiterungen geplant sind.
Neu skalieren: Könnten Sie etwas mehr über die Schwachstellen sagen, die Sie dazu veranlasst haben, andere Optionen, einschließlich Rescale, zu prüfen?
Victor: Es handelt sich im Grunde um eine Computerbeschränkung. Wir wollen Annahmen in unseren Modellen eliminieren, die die Komplexität erhöhen und die Modellgröße vergrößern. Außerdem wollen wir viel mehr transiente Simulationen durchführen, also komplexere Modelle, die viel Zeit in Anspruch nehmen. Transiente Simulationen sind auf unseren Computern jedoch praktisch unmöglich. Eine transiente Simulation auf zehn Kernen dauert bei uns etwa drei Monate, mit Rescale schaffen wir das aber in wenigen Tagen.
Peter: Wir entwickeln derzeit Methoden für konjugierte transiente Simulationen. Uns wurde klar, dass uns die nötige Rechenleistung fehlte. Rescale ermöglichte es uns, einige dieser Methoden schnell zu untersuchen, ohne eigene Rechenausrüstung anschaffen zu müssen, was unsere Entwicklung erheblich verzögert hätte. Zeitersparnis ist ein wichtiger Faktor bei der Verwendung von Rescale.

Neu skalieren: Was hat Sie letztendlich dazu bewogen, Rescale als Testplattform auszuwählen?
Victor: Es war eine Mundpropaganda-Empfehlung. Ich habe auf einem STAR-CCM+-Seminar mit anderen CFD-Ingenieuren gesprochen und unsere Erfahrungen und Probleme geschildert. Der Vertreter von CD-adapco sagte, es gebe einige Cloud-Dienste, die man nutzen könne. Er empfahl Rescale aufgrund des Feedbacks anderer CFD-Ingenieure, weil es einfach zu bedienen ist – das Hochladen von Dateien und die Nutzung der GUI ohne Programmierkenntnisse.
Neu skalieren: Victor, wie wichtig war die GUI für Ihre Tests? Ist die GUI für die Engineering-Community bei Modine wichtig, oder sind Sie alle mit Kommandozeilenschnittstellen vertraut?
Victor: Ich bin kein Code-Entwickler. Ich möchte einfach nur hochladen, auf eine Schaltfläche klicken, meine Antwort erhalten und sie dann herunterladen – und das war’s. Aus Managementsicht finde ich es sehr hilfreich, dass Sie im Voraus die Kosten pro Stunde angeben und die Zeit begrenzen können, damit wir das Budget nicht überschreiten. Außerdem haben wir die Budgetkontrolle. Rescale bietet sehr gute Managementfunktionen, was sehr hilfreich ist.
Neu skalieren: Wie war Ihre Erfahrung beim Eröffnen Ihres Rescale-Kontos und beim Durchführen der ersten Tests von Anfang an?
Victor: Das die kostenlose Testversion. war sehr nützlich. Ich habe damit eine sehr schnelle transiente Simulation durchgeführt, um zu vergleichen, wie lange eine Ausführung auf Rescale dauern würde. Das zweite Modell, das ich auf Rescale ausführte, benötigte ein Kunde. Es war ein sehr großes Modell, dessen Ausführung als transientes Modell drei Monate gedauert hätte, aber wir konnten es auf Rescale in wenigen Tagen ausführen. Der Kunde war mit unserer Zeit sehr zufrieden, insbesondere weil wir detailliertere Ergebnisse liefern als zuvor.
Neu skalieren: Sprechen Sie etwas mehr über die Arten von Simulationen, die Sie auf Rescale ausführen, die Größe dieser Jobs, die Anzahl und Typen der Kerne, usw.
Victor: Wir haben die Power On Demand-Lizenz von STAR-CCM+ erworben. Sie bietet uns unbegrenzte Kerne pro Stunde. Ich habe ausschließlich transiente konjugierte Wärmeübertragung CFD ausgeführt. Meine Messungen umfassen etwa 18 Millionen Zellen. Ich möchte meine Simulationen so schnell wie möglich ausführen. Jede Sekunde zählt, da transiente Simulationen sehr lange dauern. Meine Lizenzen ermöglichen mir den Zugriff auf unbegrenzte Kerne, sodass ich beispielsweise in einem Job etwa 500 Kerne ausgeführt habe. Wir verwenden Onyx- und Nickel-Kerntypen.
Neu skalieren: Wie hat Rescale Ihre Herangehensweise an Simulationen in Ihrem Unternehmen verändert?
Peter: Es hat uns die Möglichkeit gegeben, Dinge zu tun, die wir vorher nicht konnten oder die aufgrund des Zeitrahmens unrealistisch waren. Beispielsweise konnten wir einen unserer Arbeitsplätze nicht zwei Wochen lang blockieren, nur um ein großes Problem zu lösen. Rescale hat es uns ermöglicht, angemessen auf unsere Kunden zu reagieren.
Neu skalieren: Es klingt, als ob die schnellere Markteinführung Ihrer Produkte – die schnellere Bereitstellung Ihrer Ergebnisse für Ihre Kunden – der größte Vorteil für Sie ist. Wie sieht es mit der verbesserten Produktentwicklung aus? Wie hat sich die Komplexität Ihrer Modelle auf Ihre Arbeit ausgewirkt?
VictorWir wussten, dass transiente CFD unsere Methodik verbessern würde. Uns fehlten einfach die entsprechenden Möglichkeiten, und Sie haben uns eine Plattform zur Verfügung gestellt, auf der wir [transiente] Simulationen in kürzester Zeit durchführen konnten. Bei der Abgasrückführung (EGR) beispielsweise wird das Abgas über eine Leitung zurück zu den Zylindern geleitet, muss aber zunächst mit Kühlmittel abgekühlt werden. Die EGR weist thermische Gradienten auf, die hohe thermische Spannungen erzeugen. Aufgrund von thermischer Ausdehnung und Kontraktion kommt es häufig zu Ausfällen. Das sollten wir modellieren können. Dank der unbegrenzten Rechenkerne von Rescale können wir nun die transiente Natur des Wärmetauschers mit CFD simulieren. Wir können nicht nur transientes Verhalten simulieren, sondern dies auch schnell. Jetzt erzielen wir tatsächlich bessere Ergebnisse in sehr kurzer Zeit. Durch die transiente Simulation können wir viele Annahmen vermeiden. Im Grunde hat uns Rescale ermöglicht, die transiente Natur des Problems zu modellieren.

Neu skalieren: Glauben Sie, dass dies Auswirkungen auf die Menge der physischen Tests haben wird, die Ihr Forschungszentrum durchführen muss?
VictorSimulation ist definitiv der richtige Weg. Unser Ziel ist es, so viele Simulationen wie möglich unternehmensintern durchzuführen. Wie Sie sagen, verkürzt sich die Markteinführungszeit. Wir sparen Prototyping und Tests. Unser Ziel als Gruppe ist es, möglichst viel über unsere Produkte zu wissen, bevor sie gebaut werden. Dank der Rescale-Plattform können wir diese Simulationen schneller durchführen, was sich nun auch auf die Anzahl unserer physischen Tests auswirkt.
PeterUnsere bisherige Arbeit hat die Qualität unserer Produkte verbessert, uns aber bisher nicht erlaubt, physische Prototypentests einzuschränken. Da wir unsere Produkte realistischer modellieren können und unsere Entwicklungsingenieure erkennen, dass die Simulationen dieselben Ergebnisse liefern wie die physischen Tests, werden sie die physischen Tests reduzieren. Die Erkenntnisse aus der transienten CFD-Analyse mit Rescale haben uns geholfen, bessere Produkte mit einer geringeren Ausfallrate zu entwickeln.
Neu skalieren: Können Sie kommentieren, wie Modine Ihrer Meinung nach Rescale in Zukunft nutzen wird?
Victor: Unsere Gruppe für Finite-Elemente-Analyse hat das gleiche Problem wie CFD, nur mit anderen Gleichungen. Auch sie wollen ihre Modelle komplexer gestalten, können dies aber aufgrund der Einschränkungen der Computer nicht. Sie verwenden viele lineare Berechnungen, wollen aber auf nichtlineare umsteigen, um eine bessere Auflösung zu erreichen. Ich sehe das Gleiche auch auf der FEA-Seite.
PeterWir stellen einige HLK-Produkte her, die in Kalifornien verkauft werden, wo sehr strenge Lärmschutzanforderungen für Lüftungsgeräte gelten. Ich weiß, dass Modine gerne aeroakustische Simulationen durchführen würde. Ohne Cloud Computing haben wir keine Chance, solche Simulationen durchführen zu können. Diese Arbeit wird noch einige Jahre dauern, aber jetzt können wir zumindest darüber sprechen. Früher hätten die Berechnungen so astronomisch lange gedauert, dass wir nicht einmal daran denken konnten. Plötzlich können wir Dinge in Betracht ziehen und Bereiche erforschen, die uns vorher verschlossen blieben.
Neu skalieren: Okay. Wir haben bereits eine Reihe von akustikspezifischen Codes auf der Rescale-Plattform geladen. Sollten wir jedoch etwas nicht haben, sind wir jederzeit bereit, neue Codes hinzuzufügen. Wir können sicherstellen, dass wir die spezifischen Codes haben, die Sie ausführen möchten.
Peter: Als wir unseren Testzugang bei Rescale eingerichtet haben, hatten Sie nicht die Version von STAR-CCM+, die wir damals nutzten. Innerhalb von zwei bis drei Tagen hatten Sie diese Version des Codes installiert. Wir waren sehr dankbar für Ihre Reaktionszeit, mit der Sie uns die exakte Version der Simulationssoftware bereitgestellt haben, die wir verwenden. Für die Kompatibilität ist uns das wichtig. Wir haben Ihre Flexibilität und Reaktionszeit sehr geschätzt.
Über Modine
Modine erzielte im Geschäftsjahr 2016 einen Umsatz von 1.4 Milliarden US-Dollar (vor der Übernahme von Luvata HTS) und ist auf Wärmemanagementsysteme und -komponenten spezialisiert. Das Unternehmen vertreibt hochentwickelte Heiz- und Kühltechnologien und -lösungen für diversifizierte globale Märkte. Modine-Produkte kommen in leichten, mittelschweren und schweren Nutzfahrzeugen, Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen, Off-Highway- und Industrieanlagen sowie Kühlsystemen zum Einsatz. Modine ist ein globales Unternehmen mit Hauptsitz in Racine, Wisconsin (USA) und Niederlassungen in Nordamerika, Südamerika, Europa, Asien und Afrika. Weitere Informationen zu Modine finden Sie unter www.modine.com.
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