Simulationssoftware Mehr Tempo durch erweiterte GPU-Unterstützung

Anbieter zum Thema

Comsol Multiphysics GmbH

Heidrive GmbH

CADFEM Germany GmbH

Bohnhardt Cad-Consulting

Die aktuelle Version der Multiphysik-Simulationssoftware Multiphysics Version 6.4 von Comsol bietet GPU-Beschleunigung durch den Nvidias Cuda Direct Sparse Solver, das Granular Flow Module und zeitexplizite Strukturdynamikanalysen.

Comsol, Anbieter von Modellierungs- und Simulationssoftware, veröffentlicht Comsol Multiphysics Version 6.4. Die neue Version bietet neue Features, erhebliche Leistungsverbesserungen und erweiterte Möglichkeiten für die Multiphysik-Modellierung und die Entwicklung von Simulations-Apps. Die aktuelle Version umfasst eine stark verbesserte Solver-Leistung durch den neuen Nvidia Cuda Direct Sparse Solver (cuDSS) für Nvidia-AI-Infrastruktur, das neue Granular Flow Module sowie ein neues Framework für zeitexplizite Dynamikanalysen.

Zusätzlich zu diesen wesentlichen Updates wurden die Workflows für Geometrie, Vernetzen und Visualisierung in Comsol Multiphysics verbessert. Die Produktivität konnte durch optionale, durch Sprachmodelle (Large Language Models, LLM) unterstützte Simulationen weiter gesteigert werden. Über das Chatbot-Fenster können nun Verbindungen zu GPT-5, DeepSeek, Google Gemini, Anthropic Claude und anderen OpenAI-API-kompatiblen Modellen hergestellt werden. Dadurch ist eine interaktive, modellbezogene Hilfestellung möglich, die die Comsol-Dokumentation mit Informationen aus der aktiven Simulation kombiniert.

Simulationssoftware für optimiertes Produktdesign und Innovationen

„Mit jeder neuen Version von COMSOL Multiphysics verfolgen wir das Ziel, die Benutzerfreundlichkeit zu verbessern und es einfacher zu machen, schnellere und genauere Modellierungs- und Simulationsergebnisse zu erzielen“, erklärte Bjorn Sjodin, Senior Vice President of Product Management bei Comsol. „Mit der zusätzlichen Unterstützung für GPU-basierte Löser, dem neuen Granular Flow Module und expliziten Funktionen für die Strukturdynamik freuen wir uns darauf zu sehen, wie die Anwender die Plattform nutzen werden, um Produktdesigns zu verbessern und Innovationen voranzutreiben. Besonders gespannt bin ich darauf, wie sich die GPU-Beschleunigung auf kompilierte Simulations-Apps auswirken wird.“

Schnellere Simulationen mit GPU-beschleunigten Solvern

Comsol Multiphysics Version 6.4 führt die GPU-Beschleunigung für direkte Solver ein und erweitert die Multi-GPU-Fähigkeiten für Akustiksimulationen. In diesem Update sieht der Anbieter einen bedeutenden Schritt in seinen kontinuierlichen Bemühungen, die Leistung und Skalierbarkeit der Solver zu verbessern.

CuDSS, ein GPU-beschleunigter Direct Sparse Solver, der für hybride CPU-GPU-Berechnungen optimiert ist, unterstützt alle aktuellen Nvidia-GPUs. Je nach Hardware und Modelleigenschaften kann cuDSS im Vergleich zu CPU-basierten direkten Lösern eine erhebliche Geschwindigkeitssteigerung erzielen. Die GPU-Beschleunigung ist sowohl für Einzelphysik- als auch für Multiphysik-Simulationen von Vorteil, insbesondere in Fällen, in denen die Robustheit des Lösers wichtig ist. In Benchmarks wurden bei einigen Multiphysik-Simulationen Geschwindigkeitssteigerungen um das Fünffache oder mehr erzielt.

Größeren Designraum mit höherer Genauigkeit erkunden

„Die Integration von cuDSS in Comsol Multiphysics stellt einen entscheidenden Schritt dar, um beschleunigtes Rechnen in den Mittelpunkt der technischen Simulation zu rücken“, erklärte Tim Costa, General Manager of Industrial Engineering bei Nvidia. „Ingenieure können nun einen größeren Designraum mit höherer Genauigkeit erkunden und damit die Art und Weise neu gestalten, wie Branchen die Produkte entwerfen, validieren und optimieren, die unsere Welt antreiben.“

Die beschleunigte GPU-Formulierung für transiente Druckakustiksimulationen kann darüber hinaus nun auf mehreren GPUs auf demselben Rechner oder sogar auf einem GPU-Cluster ausgeführt werden. Diese Verbesserung reduziert die Rechenzeit für größere Modelle erheblich.

Akustiksimulationen in Innenräumen, wie die hier gezeigte Simulation einer Fahrzeugkabine, profitieren von der GPU-Beschleunigung durch Nvidia in Version 6.4. Dadurch sind schnellere und skalierbarere Analysen möglich.

Simulation der Bewegung und Interaktion fester Partikel in Massenprozessen

Das Granular Flow Module, ein neues Add-on auf Basis der Methode der diskreten Elemente (DEM), ermöglicht Ingenieuren und Forschern die Modellierung granularer Prozesse wie Trichterentleerung, Silolagerung, Rutschentransport, Pulververteilung und Mischen. Es findet in einer Vielzahl von Branchen Anwendung, darunter in der pharmazeutischen Industrie, der chemischen Verarbeitung, der Landwirtschaft, dem Bergbau und der additiven Fertigung.

Das Modul erfasst Effekte auf Partikelebene wie Kollisionen, Adhäsion und Rotationswiderstand und steuert Korneigenschaften, Freisetzungsbedingungen sowie Wandwechselwirkungen im Detail. Dadurch unterstützt es Anwender bei der Bewertung von Strömungsgleichmäßigkeit, Packungsdichte, Mischeffizienz und Wandspannungen. So werden Probleme wie Blockaden oder ungleichmäßige Strömungen aufgedeckt, was zu einer besseren Prozessentwicklung und -optimierung beiträgt.

Mithilfe des neuen Granular-Flow-Moduls können die Mischleistung und die Homogenität in industriellen Mischanlagen analysiert und quantifiziert werden.

Modellierungsmöglichkeiten für zeitexplizite Dynamikanalysen

Mit Version 6.4 wird außerdem ein neues Framework für zeitexplizite Dynamikanalysen eingeführt, das eine effiziente Simulation schneller, transienter und hochgradig nichtlinearer Ereignisse wie Stöße, Quetschungen und die Ausbreitung elastischer Wellen ermöglicht. Die explizite Formulierung unterstützt eine Vielzahl nichtlinearer Strukturmaterialien, darunter hyperelastische, plastische, viskoplastische und Kriechmodelle. Zudem kann sie mit dynamischen Bruchsimulationen kombiniert werden. Eine neue Funktionalität erkennt und definiert automatisch die Kontaktbedingungen zwischen interagierenden Teilen, um die Modelleinrichtung für komplexe mechanische Baugruppen zu optimieren.

Explizite Funktionen für die Strukturdynamik ermöglichen in Comsol Multiphysics Version 6.4 eine neue Klasse von Simulationen, darunter Falltests für tragbare Unterhaltungselektronik.

Neuigkeiten in der gesamten Produktpalette der Simulationssoftware

Weitere Leistungsmerkmale der Version 6.4 von Comsol Multiphysics:

• hochwertigeres Quad-dominantes Vernetzen und Swept Meshing;
• räumlich variierende Transparenz;
• Array-basierte Plot-Layouts;
• effizientere Erstellung großer Simulations-Apps;
• neue Optimierungsoptionen für zeitabhängige und parametrische Studien;
• Export von Netzwerkparametern für Ersatzmodelle mit Deep Neural Networks (DNN);
• Generierung von Ersatzmodelldaten auf Clustern;
• Import von CFD-Daten im CGNS-Format;
• Frequenz- und zeitabhängige Unsicherheitsquantifizierung.

Weitere Informationen: https://www.comsol.com/

Year in Infrastructure 2025

Neue KI-gestützte Funktionen für die Infrastruktur