——基于分布式计算的高速物理光学仿真软件
多核仿真技术
VirtualLab Fusion具有许多交互性的仿真技术以及将这些技术链接起来的平台。在技术选择上,它提供了更准确以及更快速的模拟结果。通过结合并行化算法与多核计算机,可以进一步提高仿真速度。在VirtualLab Fusion中,大多数仿真算法支持并行处理,且能受益于多核计算机。接下来将展示VirtualLab Fusion的多核计算是如何显著提高仿真速度。
收集基本模拟任务
光学建模和设计任务通常需要处理许多基本仿真任务。原因是多方面的,包括下面的例子:
多色光源和超短脉冲
由一组单色场表示,这些单色场必须通过系统传播。每个单色场决定一个基本的仿真任务。
多模光源
发射多个横向模式,例如,多模激光器或LED等扩展源,每一种模式都可看作一个基本的仿真任务。
处理全视场(FOV)
例如,对于成像系统和AR眼镜,结果是每个视场的基本仿真任务的叠加。
扫描系统参数
例如,移动探测器位置以分析焦点区域,每个参数得配置都是一个基本的仿真任务。
公差
分析多种配置从而研究光学系统对参数变化的灵敏度。每个系统的配置可看作一个基本的仿真任务。
优化
使用现代技术进行优化,如进化算法,每个优化步骤都需要许多基本的仿真任务。
如何实现高速计算?
在每个场景或场景的组合中,都有一组基本的仿真任务需要处理。分布式计算允许对集合的模拟进行并行处理,而不是一个接一个地执行模拟。所实现的仿真速度与应用计算机网络的大小成正比。
配置与VirtualLab Fusion进行分布式计算网络设置的对话框
用户友好的分布式计算
在没有分布式计算时,生成基本仿真任务是在参数运行中完成的。在分布式计算中,不需要更改工作流程。可以通过对话配置和控制计算机网络实现这个功能。现如今,VirtualLab Fusion利用分配好的网络处理基本的仿真任务。简而言之:VirtualLab Fusion的用户只需多点击几下鼠标,就能享受到分布式计算的强大功能。
添加分布式计算工具箱到VirtualLab Fusion的配置中
如何从VirtualLab Fusion的分布式计算工具箱中获益?只需将分布式计算包添加到VirtualLab Fusion配置中。
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案例展示——白光干涉测量
这个案例是结合了多色光源(24个波长)和镜面位置的参数扫描(121个位置)的马赫曾德干涉仪。如果没有分布式计算,整个任务计算时间需要46分55秒。在由6个多核电脑组成的网络中,使用25个客户端执行分布式计算,cpu计算时间减少到2分50秒。
案例展示——AR光波导的测试成像仿真
在此案例中,仿真光波导器件的传播,其具有超过10,000个方向的完整FOV测试图像。一个具有数百个严格光栅评估的基本仿真任务大约需要7秒,整体模拟时间约为31小时。通过使用8个多核计算机和35个客户端组成的网络,分布式计算将模拟时间减少到1小时5分钟。
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