株式会社HPCテック | COMSOL Multiphysics

HPCTECH Solution

有限要素法をベースとした汎用統合シミュレーションソフトウェア

COMSOL Multiphysics

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　COMSOL Multiphysics は、有限要素法をベースとした汎用の統合シミュレーションソフトウェアです。電磁気、機械 ( 構造 )、伝熱、音響、流体、化学等の基本的工学分野から、応用分野として MEMS/NEMS、Micro-TAS、光学、燃料電池、半導体、プラズマ、電気化学、医療、バイオ、土木、地球科学等、あらゆる物理分野でご利用できます。モデリングワークフローすべてのステップを包括するシミュレーションプラットフォームで、具体的な現象を記述する形状や材料特性、フィジックスの定義から正確で信頼性の高い結果を得るためのモデルの解法とポスト処理まですべてのステップを網羅しています。

▶ COMSOL Multiphysics 大きな特徴

[１] 柔軟性

あらゆる物理現象の組み合わせに対応（３種類以上の物理現象を無制限かつ自由に組み合わせて連成解析）できるという柔軟性があるということは、実工学現象に即した多岐にわたる物理現象の解析が可能になります。

[２] 統一性

通常のシミュレーションツールでは解析プロセスに応じて独立した GUI を使用して作業を行うことが多い一方で、COMSOL Multiphysics では解析条件の設定から、ソルバ、そして可視化までの流れが一貫したモデル作成の手順が可能な統合 GUI 環境を提供します。

[３] オープン性

通常はブラックボックス化されているソフトウェアの数理モデルや方程式などの内部情報が可視化されているだけでなく編集も可能です。それゆえ実現象に即した方程式に変更を行うといったことも可能になります。

[４] 先進性

豊富なアプリケーションライブラリや増え続ける事例だけでなく、圧倒的な主要論文のデータベースが揃っております。一貫したソフトウェアの思想の下で最先端の研究を長い間支えてきた実績があります。

▶ アドオンモジュール

　プラットフォーム製品は単独で使うことも、アドオンモジュールと合わせて使ってその機能を拡張することもできます。アドオンモジュールには電磁場、構造力学、音響、流体、伝熱、化学工学があります。アドオンモジュールと LiveLink 製品はシームレスにつながり、何をモデリングしても同じワークフローになるようにできています。

アドオンモジュール
電磁気モジュール	・AC/DC ・RF モジュール・波動光学モジュール・光線光学モジュール・プラズマモジュール・半導体モジュール
流体・伝熱モジュール	・CFD 　　ミキサー・ポリマー流れ・マイクロフルイディクス・多孔質媒体流れ・地下水流・パイプ流れ・分子流・金属プロセス・伝熱
多目的	・最適化モジュール・材料モジュール・粒子追跡モジュール・液体&気体特性モジュール・不確実性定量化モジュール
構造&音響モジュール	・構造力学　　非線形構造材料　　複合材料　　ジオメカニクス　　疲労解析　　ロータダイナミクス・マルチボディダイナミクス・MEMS ・音響
化学モジュール	・化学反応工学・バッテリデザイン・燃料電池＆電解槽・電気めっき・腐食解析・電気化学
インターフェース	・LiveLink for MATLAB ・LiveLink for Simulink ・LiveLink for Excel ・CADインポート・デザイン・ECADインポート・LiveLink for SOLIDWORKS ・LiveLink for Inventor ・LiveLink for AutoCAD ・LiveLink for Revit ・LiveLink for PTC Creo Parametric ・LiveLink for PTC Pro/ENGINEER ・LiveLink for Solid Edge ・File Import for CATIA V5

▶ COMSOL Server

　インターネットやイントラネットでアクセスできるところなら、ブラウザを使用してどこでもシミュレーションを利用できます。また COMSOL Compiler を使い、サーバ構築は不要でネット環境が無くても単独実行できるアプリを配布することができます。

▶組織内外における解析・設計・製造等のワークフロー共有による効率化

アプリをリアルタイムで活用することで、部門や部署、チームの垣根を越えてデータを視覚化でき、コミュニケーションがスムーズになります。

▶製品開発プロセスの一元化により製品の市場導入までの時間短縮の実現

設計や実験でシミュレーションを活用できるようになることで手戻りを減らし、様々な条件設定をその場で試すことができます。

▶シミュレーションを教育目的として活用

学生や新入社員などの解析入門者でもアプリを使うことで実践的なイメージが学習できます。知識や解析結果をアプリ化し共有資産として保有することで、データをいつでも・どこでも活用できます。

▶ COMSOL Multiphysics ベンチマークテスト

COMSOL バージョン

・6.0

テストモデル

・acoustic_scattering
・ahmed_body
・baffled_mixer
・li_battery_thermal_3d
・three_phase_bubble

テスト環境

DUAL CPU
CPU	Intel Xeon Platinum 8270 (26Core, 2.3GHz) Cascade Lake-SP	Intel Xeon Platinum 8358 (32Core, 2.7GHz) Ice Lake-SP	AMD EPYC 7713 (64Core, 2.0GHz) Milan
RAM	DDR4-3200 768GB	DDR4-3200 1024GB	DDR4-3200 512GB
OS	CentOS7.6	CentOS8.4	CentOS8.4

SINGLE CPU
CPU	Intel Xeon Gold 6338 (32Core, 2.0GHz) Ice Lake-SP	AMD Ryzen Threadripper PRO 3995WX (64Core, 2.7GHz) Castle Peak	AMD EPYC 7702P (64Core, 2.0GHz) Rome
RAM	DDR4-3200 256GB	DDR4-3200 256GB	DDR4-3200 256GB
OS	CentOS8.4	CentOS8.4	CentOS8.4

ベンチマーク結果

　1CPU、2CPU のワークステーション、とりわけ静音仕様のワークステーションを中心にベンチマークを行いました。プロセッサは世代やメーカー違いのハイエンドのものからクロック性能が高いものを選択し性能を比較しました。また、COMSOL 6.0 にメジャーバージョンアップが行われましたので、前バーションと比べ性能がどのくらいアップしたかなどの確認もしています。

　さて、結論を言ってしまいますとモデルにもよりますが 30 ～ 40 コアくらいの高クロックプロセッサを搭載するワークステーションが今回使用したベンチマークモデルには平均的に成績が良く、ユーザ数やジョブ数が複数で無ければ 1CPU モデルでも十分に性能を発揮し、導入コストを低く抑えられるだろうと結論づけました。Intel Xeon プロセッサと AMD EPYC プロセッサ、とても迷うところではありますが性能とワークステーション全体の価格をバランス良くご提案させていただきます。

　ワークステーションの購入を計画されているお客様は是非ともご覧ください。最適な仕様でご検討していただけるよう、ベンチマークシートを作成いたしました。ご希望者の方はお問い合わせフォーム、もしくは担当営業までお気軽にお問い合わせください。

お問い合わせフォーム

▶ COMSOL Multiphysics 用ワークステーション選定一例

Silent Workstation

型番	HPCT WSX31-COMSOL Tune		HPCT WCX32 -COMSOL Tune
CPU	Intel Xeon Gold 6326 x1 (2.9GHz 16Core)	Intel Xeon Gold 6338 x1 (2.0GHz 32Core)	Intel Xeon Platinum 8358 x2 (2.60GHz 32Core) Total 64Core
RAM	DDR4-3200 256GB	DDR4-3200 256GB	DDR4-3200 512GB
VGA	NVIDIA Quadro Series
SSD	960GB	960GB	1.92TB
OS	Linux or Windows