【航空航太】如何利用 Ansys Fluent GPU 求解器縮短 2.6 倍研發週期 發佈日期 2025-12-30
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在航太工程領域，空氣動力學精度直接決定飛行安全與產品競爭力。全球航太與國防產業 Leonardo Helicopters 近期分享了其研發流程的重大突破——透過導入 Ansys Fluent 原生多 GPU 求解器（Native Multi-GPU Solver），成功在 模擬速度、能源效率與硬體成本 三大面向取得顯著成效，為旋翼機設計建立全新的數位轉型典範。
▲透過 Ansys Fluent 原生多 GPU 求解器產出的傾轉旋翼機（Tiltrotor）大渦流模擬 (LES) 紊流結構視覺化成果。
｜航太旋翼機設計的核心挑戰 - 在安全、成本與永續之間取得工程平衡
直升機在飛行過程中需同時精準控制 升力（Lift）、推力（Thrust）與阻力（Drag），其旋翼、機身與外部掛載所形成的複雜流場，使得 CFD 模擬成為不可或缺的關鍵技術。
然而，傳統開發流程長期受限於以下三項結構性挑戰：
直升機必須通過極為嚴格的性能與安全認證（Certification），任何氣動預測誤差都可能導致設計反覆修正，拉長產品上市時程。
以低空或山區飛行測試為例，單小時測試成本即高達數千美元，且測試次數受限於資源與風險考量。
一次實機飛行測試約產生 850 公斤 CO₂ 排放，使航太產業面臨節能減碳與 ESG 要求的雙重挑戰。
▲Leonardo Helicopters 致力於透過先進模擬技術，確保 AW139 搜救直升機等機型能達成最高等級的安全飛行標準。
｜解決方案：Ansys Fluent 原生多 GPU CFD 解算架構 為突破傳統 CPU 運算的效能瓶頸，Leonardo Helicopters 選擇 Ansys Fluent 作為核心 CFD 模擬平台，並全面導入 GPU 加速的原生多 GPU 解算器，重構其氣動分析流程。 1. GPU 加速帶來的關鍵效能躍升Ansys Fluent GPU 解算器可直接在 GPU 架構上執行核心 CFD 計算，避免 CPU–GPU 間的效能耗損，使工程團隊能：
結果顯示，整體模擬運算速度 提升達 2.6 倍，大幅壓縮研發時程。 2. 高保真亂流分析：LES 模擬成為可行選項GPU 運算能力的提升，讓 Leonardo 能穩定執行過去高度受限的 大渦流模擬（Large Eddy Simulation, LES）：
這對旋翼機這類高度非線性氣動系統而言，是設計可靠度的關鍵突破。 「Ansys Fluent 原生多 GPU 解算器讓我們在極少硬體資源下，就能完成過去需要大量運算時間的模擬任務，大幅提升整體研發效率。」— Francesco Manara 數值空氣動力學技術負責人｜Leonardo Helicopters
｜量化成果一覽：更少資源，創造更高工程價值Leonardo Helicopters 實際導入 Ansys Fluent GPU 解算器後，於多項關鍵指標取得顯著改善：
這不僅是效能優化，更是 工程決策模式的根本轉變。
｜以 CFD 為核心的航太數位孿生實踐對 Leonardo Helicopters 而言， Ansys Fluent GPU 解算器 不只是加速工具，而是串聯 數位孿生（Digital Twin）、高階 CFD 與永續工程策略 的關鍵基石。 透過高保真模擬取代大量實機測試，工程團隊得以：
▲Leonardo AW139 執行離岸任務實景。藉由 Ansys Fluent，Leonardo 成功縮短了從設計到現實的距離。
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