福特的最新款汽车能让驾驶者花少一点汽油钱,这要感谢在橡树岭国家实验室从事HPC工作的汽车制造者。在那里,应用杂流体动力学,有超过一百万个处理器在进行引擎盖下的气流调整。

世界各地的汽车制造商要花费数十亿美元来想方设法地去完成美国政府的新燃油效率的指标。从低滚动阻力轮胎到混合动力传动系统,制造商正在寻找各种性能提升的可行性。  

让人容易忽略的是,流动的空气进入发动机舱,会对汽车的燃料消耗和整体性能造成严重的影响。然而,在达到最大冷却效率的同时最大限度地减少前端阻力是一个非常困难的任务,因为车厢内每个组件都对气流有影响。

“任何部件的大小和位置的变化,都会对整体模型造成显着的影响。” 欧洲福特热学和航空系统的计算机辅助工程(CAE)监事布克哈德在橡树岭计算设施网站上说,“提高效率可能会导致冷却效率降低或其他部件阻力加大。

汽车制造商过去花费了大量的时间进行试验,使用了错误的方法来进行设计。几年前,福特决定加快设计流程,并建立一个可以应用于许多汽车的气流模型原型。然而,这种方法将需要大规模的模拟运行来找到最佳的设计参数。由Hupertz及高级HPC技术专家和首席研究员Alex Akkerman带领团队走向橡树岭国家实验室和美洲豹超级计算机。

在这个过程中的第一步是把流体动力学计算代码(UH3D)移植到美洲豹超级计算机。UH3D可以在美洲豹超级计算机上运行后(已被改成Titan),福特团队使用了约1万个处理器来测试四种不同的操作条件下11个几何和非几何参数(如冷却风扇速度),根据ORLF记录,总共进行了1600次模拟。

美洲虎的工作已经使福特的设计做到了最大的冷却气流,同时也最大限度地减少了前端阻力。 “通过超级计算机,我们才能够开发出新的方法,让福特能够在满足各种参数条件下进行发动机舱的分析与设计。” Akkerman告诉ORLF说道。  

关于其成果,福特近几年的市场占有率就是最好的证明。 虽然福特最近遭到质疑说其夸大部分汽车的续航里程,尤其是福特本月调低了续航里程估算的C-MAX混合动力汽车,但是汽车制造商仍显著提高了汽车的燃油效率。这些成果多少可以归功于Jaguar超级计算机的研究工作。