“使用ANSYS的云合作伙伴Nimbix在數(shù)百個(gè)內(nèi)核上運(yùn)行Fluent，使電信服務(wù)提供商Altaeros能夠在各種操作條件下以高保真度快速評(píng)估我們?cè)驮O(shè)計(jì)的空氣動(dòng)力學(xué)性能，并且運(yùn)行時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng)。事實(shí)證明，Nimbix高性能計(jì)算云平臺(tái)速度快且非常易于使用，其技術(shù)支持非常出色?！?/p>

喬納森·埃弗里特 博士

Altaeros首席空氣動(dòng)力學(xué)家

下面將分享電信服務(wù)提供商Altaeros的案例來(lái)展示HK-Nimbix高性能計(jì)算云平臺(tái)如何幫助企業(yè)開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)并提高計(jì)算速度。電信服務(wù)提供商Altaeros使用ANSYS Fluent和Nimbix云計(jì)算設(shè)計(jì)的空中信號(hào)塔后，不僅降低了成本和能源消耗，還將電信業(yè)務(wù)擴(kuò)展到了農(nóng)村。

1Part.1電信服務(wù)公司 Altaeros的簡(jiǎn)介

Altaeros于2010年在麻省理工學(xué)院成立，是一家電信服務(wù)提供商，其使命是為農(nóng)村和偏遠(yuǎn)社區(qū)提供下一代基礎(chǔ)電信設(shè)施。目前，該公司已從軟銀集團(tuán)、三菱重工、Suhail Bahwa集團(tuán)和Ratan N. Tata籌集資金，并獲得了美國(guó)農(nóng)業(yè)部和國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的技術(shù)開(kāi)發(fā)資助。Altaeros開(kāi)發(fā)了一個(gè)系繩空中平臺(tái)，可用于能源、電信和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的一系列應(yīng)用。Altaeros的第一個(gè)商業(yè)產(chǎn)品SuperTower為世界各地難以進(jìn)入的農(nóng)村社區(qū)提供了高速移動(dòng)寬帶，并且部署一個(gè)SuperTower提供相當(dāng)于15個(gè)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(wù)提供商Altaeros開(kāi)發(fā)了一個(gè)名為“SuperTower”的系繩空中平臺(tái)，是該公司的首個(gè)商業(yè)產(chǎn)品，該產(chǎn)品為難以進(jìn)入的農(nóng)村地區(qū)提供高速移動(dòng)寬帶。通過(guò)創(chuàng)新的自主飛行控制系統(tǒng)，Altaeros消除了對(duì)持續(xù)監(jiān)控和操作機(jī)載平臺(tái)的人力需求，大大降低了部署成本。同時(shí)，Altaeros使用基于模型的設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)空氣動(dòng)力控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)在極端條件下也能夠自主發(fā)射并在恢復(fù)期間保持工作高度和穩(wěn)定飛行。為了實(shí)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(kāi)發(fā)大范圍的空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)提供的基礎(chǔ)設(shè)施保障。

3Part.3Altaeros面臨的挑戰(zhàn)

與其他大型復(fù)雜系統(tǒng)一樣，Altaeros制作SuperTower的機(jī)載平臺(tái)原型需要非常高的成本，這對(duì)于Altaeros這樣一家初創(chuàng)公司而言，將承擔(dān)極大的失敗風(fēng)險(xiǎn)。因此，如果能夠在開(kāi)發(fā)早期創(chuàng)建準(zhǔn)確的模型并使早期設(shè)計(jì)能夠通過(guò)仿真進(jìn)行測(cè)試，則Altaeros能夠最大限度地降低研發(fā)失敗風(fēng)險(xiǎn)。在空氣動(dòng)力學(xué)方面，Altaeros機(jī)載平臺(tái)面臨的挑戰(zhàn)主要是“風(fēng)的可變性”。無(wú)論是機(jī)械載荷還是飛行動(dòng)力學(xué)，系統(tǒng)風(fēng)向標(biāo)將被動(dòng)地指向風(fēng)，并且短期內(nèi)可能會(huì)遇到必須適應(yīng)的大迎角或側(cè)滑。

4Part.4Altaeros解決方案

Altaeros使用ANSYS Fluent執(zhí)行計(jì)算流體動(dòng)力學(xué) (CFD) 仿真，通過(guò)ANSYS的合作伙伴Nimbix利用云計(jì)算資源，對(duì)數(shù)十種不同的操作條件進(jìn)行建模。通過(guò)使用Nimbix云計(jì)算，Altaeros可以在可管理的周轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)執(zhí)行仿真，同時(shí)保持高保真度。

CFD(計(jì)算流體動(dòng)力學(xué))成果的第一個(gè)用途是為系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)負(fù)載例子，并確定關(guān)鍵傳感器(如風(fēng)速計(jì))的最佳位置。然而，Altaeros的仿真用途遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于此。Altaeros 在專(zhuān)有的飛行動(dòng)力學(xué)仿真工具中對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行建模—旋轉(zhuǎn)地面站、系繩和氣球。

CFD(計(jì)算流體動(dòng)力學(xué))成果形成了“空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)”的關(guān)鍵組成部分，空氣動(dòng)力和力矩可以從中確定。飛行動(dòng)力學(xué)仿真器允許：

飛行控制軟件的開(kāi)發(fā)和調(diào)試。

在設(shè)計(jì)包極限的條件下驗(yàn)證設(shè)計(jì)。

原型制作系統(tǒng)操作員培訓(xùn)。

Altaeros的機(jī)載平臺(tái)在風(fēng)以各種不同的迎角接近時(shí)進(jìn)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(kāi)發(fā)空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)后，他們的建模能力不僅有了極大的提升，同時(shí)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(bào)，不僅驗(yàn)證了其設(shè)計(jì)方法，還使得 Altaeros 的第一個(gè)商業(yè)系統(tǒng)SuperTower的設(shè)計(jì)規(guī)模顯著擴(kuò)大。

審核編輯：湯梓紅