Wade Trim Acelera o Projeto e a Simulação de Materiais

Principais Conclusões: Os engenheiros de dinâmica de fluidos da Wade Trim eram limitados por simulações lentas e imprevisíveis, que forçavam aproximações e restringiam a exploração. Após a adoção de workstations Dell Pro Max com GPUs NVIDIA RTX PRO, os tempos de simulação caíram de 27–48 horas para 8 horas. O desempenho de nível de servidor também possibilitou modelagem de maior resolução, mais iterações de design e permitiu que equipes distribuídas acessassem de qualquer lugar.

Ao longo do último século, a Wade Trim tem ajudado a resolver problemas de infraestrutura para clientes em todo o país. Os engenheiros trabalham em vários projetos de obras públicas e privadas, incluindo transporte, gerenciamento de águas pluviais e tratamento de águas residuais. O trabalho deles envolve simulações computacionalmente intensivas de partículas e dinâmica de fluidos. Simular modelos de estruturas do mundo real valida as especificações de engenharia e pode identificar problemas e melhorias antes que o design material comece.

Trabalhando em computadores padrão em sua indústria, simulações de alta fidelidade construídas com software como o FLOW-3D exigiam entre 27 e 48 horas para serem concluídas. Para cumprir prazos, os engenheiros dependiam de aproximações. Eles reduziam a resolução ou o número de passos de tempo capturados na simulação. Os engenheiros sentiam-se limitados, e as simulações não mostravam tanta precisão quanto desejavam, mas os resultados eram utilizáveis, mesmo que os tempos de simulação permanecessem imprevisíveis.

Aproximando por Necessidade

Ross Volkwein é um modelador líder na Wade Trim. Ele descreveu as compensações que a equipe de hidráulica fazia para manter as simulações gerenciáveis: "Em vez de executar simulações em tempo real, fomos forçados a diminuir o número de passos de tempo e a resolução temporal. Aproximávamos por necessidade." As restrições de tempo e de capacidade computacional disponível permitiam apenas simulações que suavizavam os detalhes. Os resultados demonstravam o comportamento geral de um sistema, mas a dinâmica de fluidos em resolução total teria revelado informações que os modelos comprimidos poderiam obscurecer.

Cronogramas Não Confiáveis

A variabilidade do tempo de execução criava um segundo problema. Uma simulação que levava 27 horas em um dia poderia levar mais tempo após uma mudança de parâmetro. Os engenheiros não podiam planejar em torno da imprevisibilidade. "É uma grande diferença iniciar uma execução e não ter certeza de quando ela vai terminar e como isso se encaixa no resto do seu dia ou semana de trabalho", diz Volkwein. "Se este modelo vai levar 48 horas, talvez leve mais tempo depois de uma mudança que você faz e, de repente, seu cronograma fica sob pressão." Os engenheiros se adaptaram construindo tempo de folga nos cronogramas e evitavam mudanças que pudessem estender os tempos de execução. A incerteza moldava a forma como trabalhavam.

Experimentação Restrita

Tempos de execução longos limitam o número de alternativas que um engenheiro pode explorar. Se cada iteração é um compromisso de vários dias, então executar cinco variações de design se torna uma semana ou mais de tempo de computação. Isso resulta em experimentação conservadora. Os engenheiros executam menos alternativas e aceitam os resultados mais cedo do que talvez preferissem.

Quebrando Limitações em Alta Fidelidade

Um tanque desarenador modelado no FLOW-3D, mostrando padrões de velocidade do fluido que ajudam os engenheiros a prever a deposição de sedimentos. Quando a equipe de dinâmica de fluidos testou uma workstation Dell Pro Max configurada com a GPU NVIDIA RTX PRO 6000 Blackwell Workstation Edition, os ganhos de desempenho ao executar as simulações nativamente na GPU transformaram seu processo. Em um caso, o tempo de simulação de um tanque desarenador caiu de 12 horas e 15 minutos para pouco menos de 5 horas. Modelos de estruturas hidráulicas que antes levavam dias agora terminavam em oito horas. Um tempo de execução de oito horas significa que um engenheiro pode iniciar o processo de forma confiável no final do dia e retornar para revisar os resultados pela manhã. O colega que havia reduzido o detalhe de sua simulação para se adequar a um tempo de execução prático revisou os novos benchmarks e percebeu que a workstation Dell Pro Max agora podia executar a série temporal completa em um único dia. "Isso é uma grande mudança na praticidade", compartilhou Volkwein.

Deposição de partículas ao longo do tempo em um tanque desarenador simulado.

Mais Iterações, Melhores Resultados

Tempos de conclusão mais rápidos permitem que os engenheiros executem mais alternativas de design dentro do mesmo cronograma de projeto. "Ser capaz de executar mais alternativas é obviamente propício para explorarmos um número maior de opções, o que é um benefício para nossos clientes", diz Volkwein. "Estamos usando a mais recente e melhor tecnologia para garantir que estamos iterando rapidamente e não apenas dando um tiro no escuro, obtendo os resultados e dando por encerrado." Perguntas que antes não eram feitas porque os tempos de simulação não as justificavam, agora são respondidas.

Investimento Estratégico

A Wade Trim já está planejando expandir o uso de suas workstations Pro Max. Essas workstations podem ser efetivamente compartilhadas entre as equipes. "Consigo nos ver colocando pelo menos uma dessas em locais estratégicos em nossa área de atuação para nossos engenheiros usarem", diz Rob Sinclair, que supervisiona a tecnologia na Wade Trim. "Talvez cinco máquinas logo de cara, depois expandindo para cerca de dez em um futuro próximo." A primeira workstation, atualmente em Pittsburgh, deve ter alta demanda. Engenheiros de diversas regiões se conectarão remotamente para tarefas computacionalmente intensivas, transformando a Pro Max em um centro de excelência compartilhado. "Consigo ver esta máquina sendo muito procurada assim que liberarmos as comportas."

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Sobre o Autor: Ken Flannigan

Ken lidera a estratégia e alianças da indústria vertical para os setores AECO, design de produtos, manufatura e geoespacial no Dell Technologies Client Product Group. Ken iniciou sua carreira em arquitetura, projetando escolas no centro do Texas e foi um dos primeiros a adotar a tecnologia 3D, atuando posteriormente como consultor de soluções para AEC e captura de realidade. Antes de sua função atual, Ken liderou a implementação global de BIM na KONE elevadores e escadas rolantes. Atualmente, Ken reside em Frisco, Texas.