第8章 用户体验：上海汽车工业集团(下)
刚参加完中国高性能计算2010年会 （HPC China 2010），HPC的几位工程师们忙着相互校审徐博士的《微软高性能计算服务器》的英文翻译，准备在几周后的SuperComputing10上发表。某日下午，突然传来一声”惨叫“，原来有人发现有几段文字漏了翻译，尤其这些段落读来极具有“娱乐性”，又鲜活地展现了高性能计算在目前工业界应用的现实挑战，因此在这里与各位读者分享。
8.4 SimCloud： 基于Windows HPC Server 的门户环境
上汽使用了泛云公司提供的高性能计算门户系统——SimCloud。
8.4.1 平台架构
SimCloud仿真云计算平台是将CAE/CFD等仿真应用、高性能计算集群管理、SOA（Service-Oriented Architecture，面向服务架构）等IT技术高度融合的企业级高性能计算中心软件系统方案。
我们可以从多个角度分享、剖析这个全新的云计算平台。
平台的整体网络架构如图8-1所示。
图8‑1 高性能计算平台网络架构
平台架构的中心是仿真云管理门户，它负责联通客户端与HPC集群，实现活动目录（AD） 用户管理、邮件服务、仿真流程/数据管理、仿真数据存储等功能的表现层服务。仿真云管理门户的左侧主要是HPC集群及相关附属设备，右侧主要是各种类型的仿真应用（图中仅为示例，可拓展至所有仿真应用客户端）。
8.4.2 功能架构
SimCloud平台的功能架构可以分为资源层、服务层、业务层与表现层，具体如图8‑2所示。
图8‑2 SimCloud系统栈
资源层主要负责整合硬件资源、网络资源与软件资源，Windows HPC架构下的SimCloud平台主要利用Windows HPC Server操作系统进行这一整合工作，通过.NET服务将仿真软件封装成Web Service接口。
服务层封装了Windows HPC Server R2，Email Server，FTP Server，AD Server等服务器角色功能，为整个平台提供丰富的服务接口与扩展功能接口。
业务层囊括了用户管理、作业管理、数据管理、邮件通知、调度策略管理、系统资源管理、日志管理、统计报表等业务功能，并为PLM等工作流系统提供业务流程扩展接口。
表现层通过SimCloud仿真云管理门户，以Web Portal的方式统一整合了任务提交、资源监控、管理作业、文件传输、License管理、使用统计、用户管理、决策分析等一系列应用功能。
8.4.3 仿真工程师”常用场景：
SimCloud仿真云计算平台具有操作便捷、功能丰富的特点，其应用流程也紧密贴合企业内部不同角色的使用人员，在功能完备的基础上力求逻辑简洁。
图 8‑3 仿真工程师常用场景
如图 8‑3所示，一般仿真用户可以使用企业域用户帐号登录SimCloud仿真云管理门户，通过简单操作之后即可将仿真任务提交到高性能计算集群头节点，头节点遵循既定任务调度策略，根据当前硬件资源利用情况以及仿真软件License使用情况，提交任务至计算队列并进行自动的任务分配，计算完成后，计算节点整合仿真数据，通过邮件通知仿真用户，用户即可从SimCloud门户获取仿真结果文件。
8.5 应用集成案例
SimCloud仿真云计算平台可以集成多种仿真应用软件，包括计算结构力学、计算流体力学、计算声学、多体动力学、计算电磁学等多种学科常用商业软件，并且提供开放的接口方便集成各类软件应用。架构于Windows HPC Server 2008 R2之上的SimCloud平台支持所有可安装于Windows操作系统的仿真应用软件，以下仅针对部分常用软件做出图释说明。
8.5.1 ANSYS集成案例
图 8‑4显示了常用计算结构力学软件ANSYS的集成界面：
图 8‑4 提交ANSYS作业
用户在选定ANSYS求解器及对应版本之后，可以选择并行规模（即并行CPU核数，个人所允许使用的最大核数已由管理员设定），然后在指定工作目录中上传并选定输入文件，同时设定可监控的输出文件（可以通过该文件实时监控计算收敛情况），然后即可提交作业至仿真云系统；仿真任务开始、失败或者成功均会有email通知发至工程师的个人信箱。
8.5.2 FLUENT集成案例
图 8‑5显示了常用计算流体力学软件FLUENT的集成门户界面：
图 8‑5 提交FLUENT作业
用户在选定FLUENT求解器之后，需选择求解算例的空间拓扑属性（2D或3D）、并行规模（即并行CPU核数，个人所允许使用的最大核数已由管理员设定）、标准脚本文件（脚本文件中规定了cas、dat文件的名称及相关计算迭代控制）；仿真任务开始、失败或者成功均会有email通知发至工程师的个人信箱；FLUENT仿真任务可以通过Web页面进行图形化监控收敛曲线。
8.5.3 ABAQUS集成案例
图 8‑6显示了常用非线性力学软件ABAQUS的集成门户界面。
用户在选定ABAQUS求解器之后，可以选择求解器版本以及并行规模（即并行CPU核数，个人所允许使用的最大核数已由管理员设定），然后在工作目录中上传并选定输入文件(.inp文件)，然后即可提交作业至仿真云系统；仿真任务开始、失败或者成功均会有email通知发至工程师的个人信箱。
图 8‑6 提交ABAQUS 作业
8.5.4 NASTRAN集成案例
图 8‑7显示了常用计算结构力学软件MSC.Nastran的集成门户界面：
图 8‑7 提交Nastran作业
用户在选定MSC.Nastran求解器之后，可以选择求解器版本以及并行规模（即并行CPU核数，个人所允许使用的最大核数已由管理员设定），设定作业需要的内存，然后在工作目录中上传并选定输入文件(.dat文件)，然后即可提交作业至仿真云系统；仿真任务开始、失败或者成功均会有email通知发至工程师的个人信箱。
8.5.5 LS-DYNA集成案例
图 8‑8显示了常用显式动力分析程序LS-DYNA的集成门户界面：
图 8‑8 提交DYNA作业
仿真工程师在选定DYNA求解器之后，可以选择求解器版本，并行计算的CPU核数（个人所允许使用的最大核数已由管理员设定），设定该作业所需的内存，然后在工作目录中上传并选定输入文件(.k文件)，然后即可提交作业至仿真云系统；仿真任务开始、失败或者成功均会有email通知发至工程师的个人信箱。
8.5.6 ADAMS集成案例
图 8‑9显示了常用虚拟样机仿真分析软件软件MSC.Adams的集成门户界面：
图 8‑9 提交Adams作业
用户在选定MSC. Adams求解器之后，可以选择求解器版本以及并行规模（即并行CPU核数，个人所允许使用的最大核数已由管理员设定）然后在工作目录中上传并选定输入文件(.acf文件)，然后即可提交作业至仿真云系统；仿真任务开始、失败或者成功均会有email通知发至工程师的个人信箱。
8.5.7 STAR-CCM+集成案例
图 8‑10显示了常用连续介质力学仿真软件STAR-CCM+的集成门户界面。
用户在选定STAR-CCM+求解器之后，可以选择求解器版本以及并行规模（即并行CPU核数，个人所允许使用的最大核数已由管理员设定），然后在工作目录中上传并选定输入文件(.sim文件)，然后即可提交作业至仿真云系统；仿真任务开始、失败或者成功均会有email通知发至工程师的个人信箱。
图 8‑10 提交StarCCM+ 作业
8.5.8 RECURDYN集成案例
图 8‑11显示了常用多体动力学机构仿真软件RecurDyn的集成门户界面：
图 8‑11 提交RecurDyn作业
用户选定RecurDyn求解器之后，可以选择求解器版本以及并行规模（即并行CPU核数，个人所允许使用的最大核数已由管理员设定），然后在工作目录中上传并选定输入文件(.rdyn，.rss文件)，然后即可提交作业至仿真云系统；仿真任务开始、失败或者成功均会有email通知发至工程师的个人信箱。
8.6 License许可证管理
SimCloud仿真云计算平台的License管理模块将昂贵的仿真软件License以直观的方式进行实时的动态的资产管理，有效监控License使用情况，为后期License资产利用率统计提供数据支持。图 8‑12显示仿真软件License许可证列表。此列表显示SimCloud平台集成各仿真求解器所对应的License许可证数目以及当前使用情况。
图 8‑12 软件许可证管理