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2011-07-12 18:24:31
气体爆炸模拟与FLACS软件介绍
气体泄漏、爆炸、粉尘爆炸的安全评估和定量风险分析正日益受到越来越多的重视。在海洋平台、岸上石油化工厂、煤矿等设施中的爆炸以及在城市、工厂、民房等设施中的有毒/可燃气体泄漏和扩散的安全评估和分析越来越需要更加专业和精确的解决方案。采用传统的事故后果预测方法的用户们已经开始寻求更加精确的爆炸安全咨询方案和后果预测工具
图1 Flacs模拟计算可视化图
FLACS简述
FLACS是一个用有限体积法在三维笛卡尔网格下求解可压N-S方程的CFD软件。FLACS使用标准的k-ε湍流模型，并采用了一些重要的修正。FLACS采用一个描述火焰发展的模型实现对燃烧和爆炸的建模，研究局部反应随浓度、温度、压力、湍流等参数的变化。对复杂几何形状的准确描述以及将几何形状和流动、湍流和火焰相结合是建模的关键因素之一，也是FLACS的一个重要优势
采用分布式多孔结构的思想(distributed porosity concept)表现几何形状是FLACS相比其他CFD工具的重要优势之一。 将小于网格尺度的火焰用亚格子模型来表现，这对于研究火焰和小于网格尺寸的物体之间的相互作用是很重要的。
FLACS程序能够研究复杂结构的通风情况，定义泄漏源的种类，气体泄漏到复杂结构的扩散过程，和点燃这样一个真实云团，在更真实场景下研究爆炸过程。 因此，这个特点使得FLACS可以研究风向、风速、泄漏尺寸、泄漏方向、点火位置和点火时间等因素对爆炸特性的影响。
图2 Flacs模拟应用
使用FLACS软件工具可以基于真实、复杂几何场景评估假定释放的可燃气体、粉尘的扩散以及潜在的后续爆炸情况的后果，以便确定作用在研究对象上的设计爆炸载荷。FLACS模拟爆炸的结果有助于：
Ø 基于真实的通风情况和泄漏情况的爆炸后果研究；
Ø 推断爆炸风险，作为质量可靠性保证；
Ø 最优化防爆安全设计；
检验现有的防爆设施，等等。
厂家提供的硬件配置基本资料
CPU 支持intel和AMD最新X86架构处理器
内存 2GB以上
硬盘 仿真数据空间要求100GB以上
图卡 要求Nvidia
显示 1920*1200,24位色彩以上
爆炸模拟计算软件特点与硬件配置方案的分析
由于FLACS采用计算流体力学的方法进行模拟计算，这是按网格划分计算模式，可以推断模拟计算规模和性能要求方面，主要在CPU和内存的方面，比如4核Xeon E3， 8核Xeon，或12核Xeon架构，通常网格计算，cpu核数和内存比例为1:3~4, 4核对应12~16GBGB，8核对应24~32GB，12核对应36~48GB，硬盘方面随着计算规模增大，数据回写和虚拟内存的读写有一定要求，推荐SAS和适当的阵列，来弥补单硬盘的带宽不足。
另外，可视化方面，通过厂家对显卡和显示分辨率要求，这属于后期数据可视化的应用，所以对显卡的图形处理性能以及硬盘读写速度还有一定要求的。推荐基于OpenGL Nvidia专业图卡，按低中高性能要求推荐Quadro600，Quadro2000，Quadro4000。
推荐配置
1. 图形工作站应用方案
方案1 低端图形工作站配置方案
图3 XASUN TE3/T5图形工作站
定位: 300万网格以内模拟计算应用，提供高清（1920*1200）显示方案
参考配置:
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主要配置 |
4核Xeon 3.2/12GB/Qadro600/1TBSATA | |
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硬件配置明细 |
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配件 |
品牌和型号 |
数量 |
|
CPU |
4核Xeon E3-1230 |
1 |
|
3.2G/8MBL3/5GTs超线程/Turbo | ||
|
芯片组 |
Intel C204PCH Chipset |
1 |
|
内存 |
4G DDR3 1333 ECC |
3 |
|
显卡 |
Nvidia Quadro 600 1GB |
1 |
|
系统盘 |
1TB SATA企业级 |
1 |
|
光驱 |
DVD刻录机 |
1 |
|
网卡 |
千兆以太端口 |
2 |
|
工作站平台 |
XASUN SA6C105P5S （500W EPS） |
1 |
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显示器 |
优派23"专业显示器 |
1 |
|
噪音控制系统 |
静音级(全速计算45分贝以内) |
|
|
硬件性能指标 | ||
|
CPU |
运算速度每秒512亿次 | |
|
GPU |
像素填充率2.56GP/s，显存带宽25.6GB/s,96流处理器 | |
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|
单屏幕，最高分辨率 2560*1600 | |
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|
支持30位色彩精度 |
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|
1GB GDDR3显存 |
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硬盘 |
IO读写带宽200MB/S，IOPS 400次/秒 | |
|
网络端口 |
通过汇聚功能，实现2Gbps | |
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硬件升级能力 |
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|
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CPU |
支持Xeon E3系列 | |
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显卡 |
支持Quadro FX全系列，支持双Quadro Plex | |
|
内存槽 |
4个，最大容量32GB | |
|
硬盘位 |
4个，单块最大SAS：1TB、SATA：2TB | |
|
PCI扩展 |
1*PCIE x16,2*PCIE x4,3*PCI | |
|
操作系统 |
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|
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支持Windows Server 2003、2008 | ||
|
支持Windows XP、Vista、7 | ||
|
支持Redhat、Suse Linux全系列 | ||
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应用软件 |
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基于windows、linux环境下软件全系列 | ||
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报价 |
¥14,200.00 | |
方案2 中端图形工作站配置方案
定位: 600万网格以内模拟计算应用,提供4K-1（3840*1200）显示方案
参考配置
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主要配置 |
8核Xeon 2.53/24GB/Qadro 2000/3*300G SAS | |
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硬件配置明细 |
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配件 |
品牌和型号 |
数量 |
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CPU |
4核Xeon E5630 |
2 |
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2.53G/12MB/5.86GTs/超线程/Turbo | ||
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芯片组 |
intel S5520 Chips+ICH10R |
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内存 |
4G DDR3 1333 Reg ECC |
6 |
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显卡 |
Nvidia Quadro 2000 |
1 |
|
系统盘 |
300G 6Gbps SAS |
3 |
|
光驱 |
DVD刻录机 |
1 |
|
网卡 |
千兆以太端口 |
2 |
|
工作站平台 |
XASUN SA6C105PAS （1000W EPS） |
1 |
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显示器 |
可选 |
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噪音控制系统 |
静音级(全速计算45分贝以内) |
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硬件性能指标 | ||
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CPU |
运算速度每秒810亿次 | |
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GPU |
像素填充率10GP/s，显存带宽41.6GB/s,192流处理器 | |
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2X1 3840*1080 分辨率 | |
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支持30位色彩精度 |
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|
1GB GDDR5显存 |
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硬盘 |
单盘150MB/s, 3*300G RAI0D 读300MB/s | |
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网络端口 |
通过汇聚功能，实现2Gbps | |
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硬件升级能力 |
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CPU |
支持Xeon5600全系列 | |
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显卡 |
支持Quadro FX全系列，支持双Quadro Plex | |
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内存槽 |
12个，单根内存最大16GB，最大容量192GB | |
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硬盘位 |
4个，单块最大SAS：1TB、SATA：2TB | |
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PCI扩展 |
1*PCIE x8,2*PCIE x4,3*PCI-X | |
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操作系统 |
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|
支持Windows Server 2003、2008 | ||
|
支持Windows XP、Vista、7 | ||
|
支持Redhat、Suse Linux全系列 | ||
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应用软件 |
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基于windows、linux环境下软件全系列 | ||
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报价 |
¥30,360.00 | |
