有限元仿真是工程領(lǐng)域中常用的一種分析方法，它通過(guò)數(shù)值計(jì)算的方式對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、材料和系統(tǒng)進(jìn)行模擬，以評(píng)估其性能、強(qiáng)度和穩(wěn)定性。進(jìn)行有限元仿真需要使用專門(mén)的軟件工具，并需要相應(yīng)的電腦配置和工作站配置來(lái)支持高性能的計(jì)算和分析。
常見(jiàn)有限元分析前處理軟件：ANSYS SpaceClaim，Meshing，ICEM CFD Altair HyperMesh MSC Patran ANSA Abaqus /CAE Siemens Femap
首先，讓我們來(lái)看看有限元仿真對(duì)電腦配置的要求。通常來(lái)說(shuō)，有限元仿真軟件對(duì)計(jì)算機(jī)的要求非常高，因?yàn)樗枰M(jìn)行大規(guī)模的矩陣計(jì)算、數(shù)值求解和數(shù)據(jù)處理。
下面給到一些建議供大家參考
CPU建議
數(shù)值模擬計(jì)算主要看CPU的雙精度浮點(diǎn)算力（FP64），CPU核心越多越好，主頻越高越好。峰值浮點(diǎn)算力的計(jì)算公式為：注：?jiǎn)蜟PU的雙精度浮點(diǎn)算力峰值 = 核數(shù) × 單核主頻 × CPU單個(gè)周期雙精度浮點(diǎn)計(jì)算次數(shù)
其中CPU單個(gè)周期雙精度浮點(diǎn)計(jì)算值取決于SIMD指令集合，SIMD指令集合包括SSE、SSE2、SSE3、AVX、AVX2、AVX512等，各指令集相應(yīng)的單周期浮點(diǎn)計(jì)算次數(shù)見(jiàn)下表。
所以我建議選擇帶AVX2或者AVX512指令集的CPU，雙精度浮點(diǎn)能力更強(qiáng)。
軟件優(yōu)化方面，intel有MKL數(shù)學(xué)核心函數(shù)庫(kù)，大多數(shù)科學(xué)計(jì)算軟件對(duì)intel優(yōu)化更好，在核心數(shù)目相差不大的情況下，建議優(yōu)先選擇intel的CPU。但是，在HEDT平臺(tái)和服務(wù)器領(lǐng)域，同價(jià)位下AMD有更多的物理核心，可以靠堆核獲得更高的算力。
內(nèi)存建議
內(nèi)存容量夠不夠直接影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。一旦物理內(nèi)存不足，系統(tǒng)將自動(dòng)啟用虛擬內(nèi)存。由于虛擬內(nèi)存位于硬盤(pán)上，所以運(yùn)算效率會(huì)大大降低， 并且出錯(cuò)率大大增加。
內(nèi)存的用量與計(jì)算模型的大小有關(guān)，COMSOL官方建議以自由度（DOF）來(lái)進(jìn)行大致的判斷。而自由度涉及多方面因素，包括網(wǎng)格數(shù)量，物理場(chǎng)（因變量）數(shù)量，形參單元階次等。如下圖顯示了幾個(gè)求解不同三維有限元問(wèn)題時(shí)所需的內(nèi)存量。
所以確定內(nèi)存容量的最好辦法就是拿幾個(gè)自己常用的項(xiàng)目跑一下，打開(kāi)任務(wù)管理器看看占用多少。
內(nèi)存頻率在有些特殊的計(jì)算場(chǎng)景中也會(huì)影響計(jì)算效率，比如在CFD仿真中，計(jì)算效率的瓶頸往往在內(nèi)存帶寬上，而內(nèi)存帶寬和通道數(shù)、頻率之間呈正相關(guān)，所以CFD用戶優(yōu)先考慮用DDR5平臺(tái)，或者HEDT四通道平臺(tái)，未來(lái)HEDT也可能上DDR5，到時(shí)候我會(huì)更新配置單。
硬盤(pán)建議
如果模型不大，普通家用M.2固態(tài)就夠了；如果做特大項(xiàng)目還是要高性能固態(tài)，原因如下：
（1）后處理文件特別大，硬盤(pán)讀寫(xiě)性能不行打開(kāi)會(huì)比較久。
（2）網(wǎng)格特別多的工況下，比如動(dòng)態(tài)網(wǎng)格法，內(nèi)存經(jīng)常不夠用，需要部分硬盤(pán)空間當(dāng)虛擬內(nèi)存，固態(tài)的讀寫(xiě)性能直接決定計(jì)算效率。
顯卡建議
數(shù)值模擬建模只要UHD核顯就夠了，沒(méi)必要用高性能游戲顯卡。
一般數(shù)值模擬軟件都有“GPU加速”功能，那是面向雙精度計(jì)算卡Tesla的功能，游戲卡Geforce和專業(yè)繪圖卡Quadro的雙精度單元都被閹割了，無(wú)法實(shí)現(xiàn)“GPU加速”，開(kāi)了加速很可能更慢，謹(jǐn)慎使用。
Nvidia Tesla雙精度計(jì)算卡比較昂貴，如果預(yù)算在10w以內(nèi)，建議優(yōu)先堆CPU核心和內(nèi)存。
以下是一些常見(jiàn)的有限元仿真電腦配置要求：
基礎(chǔ)配置（參考報(bào)價(jià)：12999元）
處理器：I7-14700（20核28線程，基礎(chǔ)頻率2.1GHz，最高支持5.4GHz）
內(nèi)存：64G 及以上、
硬盤(pán)：1TB固態(tài)+4TB機(jī)械（根據(jù)實(shí)際需求選擇容量）
顯卡：NVIDIA A2000-12G顯存
升級(jí)配置（參考報(bào)價(jià)：24699元）
處理器：I9-14900K（24核32線程，基礎(chǔ)頻率3.2GHz，最高支持6.0GHz）
內(nèi)存：128G 及以上、
硬盤(pán)：1TB固態(tài)+4TB機(jī)械（根據(jù)實(shí)際需求選擇容量）
顯卡：NVIDIA A4000-16G顯存
性價(jià)比配置（參考報(bào)價(jià)：28788元）
處理器： AMD 5945WX 12核 4.1G主頻
內(nèi)存：128G
硬盤(pán)：1T固態(tài)+4T機(jī)械
顯卡：NVIDIA A2000-12G
進(jìn)階款配置（參考價(jià)格：76999元）
處理器：雙路AMD 7763 128核256線程 主頻2.45G
內(nèi)存：256G
硬盤(pán)：2TB固態(tài)+8T機(jī)械
顯卡：NVIDIA A6000-48G
進(jìn)階款配置（參考報(bào)價(jià)：96700元）
處理器：金牌2顆6258R 56核112線 主頻2.7G
內(nèi)存：256G
硬盤(pán)：2TB固態(tài)+8T機(jī)械
顯卡：NVIDIA A5000Ada-32G
高配款配置（參考報(bào)價(jià)：122999元）
處理器：?jiǎn)晤wAMD 9754 128核256線程 2.2G
內(nèi)存：512G DDR5
硬盤(pán)：2TB固態(tài)+8T機(jī)械
顯卡：NVIDIA A6000Ada-48G
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