本文来自于：HPC365——超算的云桌面
高性能计算越来越受欢迎，特别是在新的用户社区和建筑领域上。这种趋势的主要原因是仿真软件的用户页面越来越友好，HPC服务器的持续性能改进，以及在云中轻松且经济地访问HPC资源。下面演示了一家美国律师事务所如何使用HPC应用多物理场建筑模拟来证明客户财产的建筑缺陷的。
模拟住宅公寓楼中的水运输帮助PBBL律师事务所证明客户的情况
一年前，拉斯维加斯的PBBL律师事务所向UberCloud和弗劳恩霍夫建筑物理研究所求助，要求HPC支持双塔住宅共管公寓的诉讼。专家调查确定了该公寓外墙石膏没用了，在窗户和屋顶安装时的水容易侵入，以及内部湿度水平较高，在内墙、底板和单位部分内部石膏板层之间观察到明显的生物生长。机械测试确定公寓单元内部经常处于负压下，吸入高湿度的外部空气。机械工程评估发现，空调机组（服务于每个公寓）的尺寸不合适，无法充分控制湿度。
竞争专家认为，有缺陷的外墙石膏是高湿度条件的原因。外部石膏破坏包括涂层体系的起泡和涂层和基材的皂化。此外，这些专家认为，每个公寓单元的现有机械系统足以处理除湿，植物是由通过外墙系统的水分侵入生成的。他们认为15/20层楼的负压是可以接受的。
由于这些竞争性意见和无法对专家的假设进行现场测试，PBBL Law在他们的历史上第一次选择HPC建模来确定损坏是否是由通过石膏涂层外墙的水分传递引起的，或者是生活单位的负压结果。此外，通过建模，HPC用于确定负面压力和高湿度对公寓生活环境的影响。
为了实现这一目标，该团队使用了德国弗劳恩霍夫建筑物理研究所（IBP）的湿热建筑模拟软件，它基于耦合热湿交通的计算。跨越建筑构件，如墙壁、屋顶和地板。它们模拟了部件内的热量和湿度分布的时间发展以及部件表面上的热量和水分交换。此外，还考虑了通过窗户、内部热量和湿气源或水槽、HVAC系统和通风的太阳辐射。
所研究的湿热模拟建筑模型的三维可视化。
通过Microsoft Azure云中的四个不同计算实例，完成了一项基准测试，以检查计算时间并确定“最佳位置”系统配置。经测试的是2核DS11、4核DS12、8核DS13和16核DS14计算实例，以实现最佳性价比。建筑模型的模拟周期设定为一年。
解释计算时间
DS11需要25分10秒才能模拟一年的建筑物，DS12需要16分35秒。在模拟一个建筑模型期间，CPU使用率低于100％。因此，模拟同时启动两次（两次同时模拟），以获得100％的CPU使用率。两次模拟都在24分45秒内完成。关于这一点，并在DS12机器上同时运行两个模拟，可以得出结论，一年的模拟在4芯机器上持续12分22秒。使用DS14，测试完成了并行运行模拟多达8次。那些平行运行的8个模拟在25分25秒内完成。最后，在16核机器上进行一年的模拟需要3分11秒。
对于最终参数研究，选择了具有16个核心的DS14，并设置为同时运行8个模拟。由于参数研究包括独立模拟，我们可以在两个DS14上并行运行16个模拟，或者在四个DS14上进行32次模拟，从而将用户工作站上超过一个月的总模拟时间减少到不到两天。
结果
参数研究产生了583个模拟根据不同的条件调查建筑行为。对于每次模拟年数的不同计算（3,5或8），总共模拟了2790年。存储了近36GB的压缩数据，其中包含每个模拟年中每小时的“主要”模拟结果，如空气和材料温度和湿度，以及材料含水量。
结论
对于该特定项目，得出的结论是，涂层损坏与高室内空气相对湿度无关，而与涂层的透气性和涂层后面的雨水泄漏有关。室内气候湿度和霉菌问题与涂层渗透性无关，而与HVAC（加热，通风和空调）设备以及未经处理和外部空气的渗透无关。
多种不确定参数对涂层损坏，室内湿度升高和模具问题的影响只能通过这种大规模的参数模拟来评估。模拟模型可用于预测潜在的未来表现以及相关的翻新措施风险。
这项研究还表明，使用HPC云计算的多物理场建筑模拟对于我们的私人客户来说是可实现的，负担得起的，并且对他们有用的。它可以用于初始设计和维修，以降低下游风险。
由于HPC云计算的性能优势，HPC云计算可以在合理的时间段内通过模拟广泛的输入参数来预测建筑物的未来性能。可以为减少侵入性/破坏性建筑取证。结合设计、材料和工艺缺陷的分离能力、设计过程、潜在的取证调查或诉讼可以从利用HPC云计算和湿热建筑模拟中获得巨大收益。