NVIDIA RTX正在为设计带来新的循环。Trek Bicycle正在使用GPU将设计概念变为现实。
这家位于威斯康星州的公司是世界上最大的自行车制造商之一，旨在打造具有最高品质工艺的自行车。Trek Bicycle与其新合作伙伴Lidl（一家国际零售连锁公司）还拥有一个自行车队，现在称为Lidl-Trek。该队参加了年度环法自行车赛，使用Trek Bicycle的旗舰产品系列，包括Emonda、Madone和Speed Concept。Trek的许多团队配件和设备，如轮组和公路赛头盔，也是由Trek设计的。
自行车设计涉及复杂的物理学，一个关键挑战是在舒适性和骑行质量之间平衡空气动力学效率。为了解决这个问题，Trek的团队正在使用NVIDIA A100 Tensor Core GPU运行高保真的计算流体动力学（CFD）模拟，为自行车的空气动力学设定新的基准，同时确保骑行舒适和平稳。
设计师和工程师还在Dell Precision工作站上使用NVIDIA RTX技术进行工作流程的进一步改进，其中包括NVIDIA RTX A5500 GPU和搭载双RTX A6000 GPU的Dell Precision 7920。
实时可视化自行车设计
为了启动产品设计过程，团队首先进行用户研究，生成早期设计概念并开发一系列想法。然后，他们建立原型并根据需要迭代设计。
为了提高性能，自行车需要在路上或山地上给人一种特定的感觉。因此，Trek花了很多时间与运动员一起研究，找出需要进行关键更改的地方，包括几何形状和框架的灵活性，以及减少颠簸的影响。
设计师在计算机辅助设计工作流程中使用了图形密集型应用工具，包括Adobe Substance 3D、Cinema 4D、KeyShot、Redshift和SOLIDWORKS。对于CFD模拟，Trek Performance Research团队使用西门子数字工业软件的Simcenter STAR-CCM+，以利用GPU处理能力。
NVIDIA RTX GPU为Trek的设计和工程提供了巨大的飞跃。可视化团队可以轻松利用RTX技术进行更快的迭代，并在设计中展示更多选项。他们还可以使用带有RTX的Cinema 4D和Redshift生成高质量的渲染甚至在接近实时的情况下可视化不同的设计。
Trek Bicycle数字视觉传播负责人Michael Hammond解释了拥有迭代时间的重要性。他说：“我们渲染图像或动画的速度越快，改进的速度就越快。但同时，我们不希望丢失细节或花时间重新创建模型。”
在RTX A5500的帮助下，Trek的数字视觉团队可以突破创意限制，并更快地达到最终设计。Hammond表示：“平均而言，RTX GPU的性能比我们的网络渲染（使用CPU核心）快12倍。对于在我们的网络上需要大约两个小时完成的渲染，RTX A5500只需要大约10-12分钟，这意味着我可以进行12倍的迭代，从而在更短的时间内获得更好的质量渲染和动画。”
加速CFD模拟
在过去的十年中，CFD的采用率不断增长，成为工程师和设备设计师的关键工具，因为它使他们能够更好地了解设计的行为。但CFD不仅是一种分析工具，它还用于在不必进行耗时昂贵的物理测试的情况下进行改进。这就是为什么Trek将CFD整合到其产品开发工作流程中的原因。
Trek的空气动力学团队依靠Simcenter STAR-CCM+优化每辆自行车的性能。为了提供舒适的骑行和平稳的操控，并同时实现最佳的空气动力学性能，Trek的工程师们设计了最新一代的Madone，使用了IsoFlow，这是一个独特的功能，旨在增加骑手的舒适性同时减少阻力。
Simcenter STAR-CCM+模拟受益于加速GPU计算的速度，工程师们能够将模拟运行时间缩短85天，因为相比于他们的128核CPU HPC服务器，他们可以在NVIDIA A100 GPU上以4-5倍的速度运行CFD模拟。
团队还可以在CFD中分析更复杂的物理现象，以更好地理解空气在真实的非稳态条件下的运动情况。
“现在我们可以运行更高保真度和更准确的模拟，并且仍然能够满足截止日期，我们能够减少风洞测试时间，实现显著的成本节约，”Trek Bicycle的空气动力学负责人John Davis说。“在我们的GPU上运行CFD的头两个月内，我们能够取消计划中的风洞测试，因为我们对模拟结果的信心增加了。”
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