航空航天行业工作站应用---EDA仿真计算工作站

       航空航天系统是一个典型的集“高大上”精尖技术于一体的庞大、复杂的行业，相关未来的产品，涉及到总体设计、气动、结构、强度、振动、液压、燃油、环控、救生、电子、电气、仪表、雷达、材料、可靠性研究和信息处理等众多专业技术范畴，西安坤隆计算机科技有限公司专注于图形工作站应用，从航空航天业的众多应用中去粗取精进行归纳分类，结合当今最先进图形工作站计算架构，给出各个主流应用软件所需要的最佳图形工作站硬件配置方案，下面是本方案主要内容：

(一) 三维图形设计(CAD)工作站应用
1.1 CAD/CAM设计工作站硬件配置方案
1.2 虚拟装配与可视化工作站硬件配置方案
1.3 逆向工程工作站硬件配置方案
 
(二) CAE仿真模拟计算应用
2.1结构仿真计算(隐式)硬件配置推荐
2.2流体仿真计算(显式)硬件配置推荐
 
(三) 电子系统设计与仿真计算(EDA)工作站应用
3.1电子电路系统验证与仿真硬件配置推荐
3.2电磁场仿真计算硬件配置推荐
 
(四) 实时视景仿真/可视化应用
4.1实时主控工作站硬件配置推荐
4.2仪表实时显示计算机配置方案
4.3 视景仿真硬件配置方案
 （1）基于工作站配置方案
（2）基于分布式图形服务器超高分辨率可视化方案
 
(五) 图像处理应用
   5.1 基于CPU计算架构的工作站配置方案

   5.2 基于CPU+GPU计算架构的工作站配置方案

本文主要介绍航空航天飞行器设备的电子电路仿真应用中工作站方案

(三)EDA仿真计算应用

航空航天电子控制系统仿真计算主要涉及：航空航天系统中电子电气设备、控制系统等电路仿真、电磁场仿真计算应用，一方面电子系统中元器件数量大、精度和可靠性高，电路验证和仿真计算量大，另一方面，对复杂电磁环境的设备和系统的兼容和抗干扰的电磁场仿真，下面主要针对这两类应用的最新高端图形工作站配置规格。    

3.1电子电路系统验证与仿真工作站
这类应用主要涉及到对象各类航空航天电子设备中电子电路、电气设备等方面验证和仿真模拟计算。
主要软件厂家 Cadence、Mentor Graphics、Synopsys
典型软件：SPICE/PSPICE（功能仿真）、multiSIM、Allegro SI，Sigrity，Power DC，Power SI场仿真，Speed2000等
推荐机型：UltraLAB H490

 

UltraLAB H490 系列是一款配备 intel 第 7 代至尊处理器（ 4~18 核， 4.5Ghz 以上）、最大 512GB 内存容量、双显卡架构的多核与超高频兼备的图形工作站 H490 完美适合那些对单核频率极高同时具备一定核数做并行计算要求的中大规模应用，整个机器在超高频状态下 , 单核计算与多核并行计算、 GPU 超算、高速读写保证软件各个环节完美运行，从而大幅缩短计算或处理时间。

3.2 微波电磁场仿真

航空设备电磁仿真问题主要有天线与飞行器载体的电磁交互作用、航空电子 EMI 、电子链路预算分析、雷达信号特征分析、飞行器 RCS 等。利用数值方法对电磁兼容问题进行仿真计算，并对计算结果进行分析，就可以有效地对设备的电磁兼容性进行预测和评估，为设备电磁兼容设计提供可靠的理论依据。

典型算法：矩量法、时域有限差分法、有限元法

计算特点：

（1）矩量法（MOM）是将积分方程化为差分方程,或将积分方程中积分化为有限求和,从而建立代数方程组,故它的主要工作量是用计算机求解代数方程组.所以,在矩量法求解代数方程组过程中,矩阵规模的大小涉及到占用内存的多少,在很大程度上影响了计算的速度.如何尽可能的减少矩阵存储量,成为加速矩量法计算的关键。

 

（2）时域有限差分法（FDTD）基于时域电磁场微分方程的数值算法，它直接在时域将Maxwell旋度方程用二阶精度的中心差分近似，从而将时域微分方程的求解转换为差分方程的迭代求解，多核并行计算加速比好，对计算机内存容量要求较低。

 

（ 3 ）有限元法（ FEM ）是一种为求得偏微分方程边值问题近似解的数值技术。它通过变分方法，使得误差函数达到最小值并产生稳定解，计算量和内存容量巨大，临时文件回写硬盘频繁。

典型软件: ADS、CST、HFSS、Feko等；

推荐机型：UltraLAB EX620

UltraLAB EX620一款具有中大规模多核并行计算与图形图像处理、多用途图形工作站，该机器支该机器支持2颗Xeon Schalable（可扩展）处理器（高达56核）、双GPU、高速并行存储（最高到70TB)架构。