上海賦算通科技抗“疫”行動(dòng)——平臺(tái)解決方案助力雷神山醫(yī)院負(fù)壓病房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
7.99萬平方米，1500張床位，2300名醫(yī)務(wù)工作者，12天完成交付，這就是“中國速度”下的武漢雷神山醫(yī)院！
1月24日晚9點(diǎn)（除夕之夜）中南建筑設(shè)計(jì)院臨危受命雷神山醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)任務(wù)，上海賦算通受邀加入與中南建筑設(shè)計(jì)院（CSADI）、達(dá)索系統(tǒng)、上海超算中心、上海江達(dá)等多家業(yè)務(wù)骨干組建的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)共同參與雷神山醫(yī)院負(fù)壓病房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)，上海賦算通在1天內(nèi)拿出雷神山醫(yī)院通風(fēng)系統(tǒng)流體仿真一體化服務(wù)平臺(tái)解決方案，并連夜部署平臺(tái)打通異地軟件和遠(yuǎn)程計(jì)算資源，上線上海超算中心最快計(jì)算資源，并在接下來的一個(gè)月內(nèi)對(duì)平臺(tái)不斷優(yōu)化和完善，實(shí)現(xiàn)512核以上規(guī)模最優(yōu)計(jì)算參數(shù)，完成雷山醫(yī)院通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)和醫(yī)院周圍社區(qū)污染物排放影響仿真分析，極大改善了醫(yī)務(wù)工作人員、公眾健康。
雷神山醫(yī)院的送風(fēng)排風(fēng)系統(tǒng)對(duì)于傳染病醫(yī)院來說十分重要，雷神山醫(yī)院通風(fēng)系統(tǒng)流體仿真一體化服務(wù)平臺(tái)能夠整合BIM模型、CFD算法、仿真軟件、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、超級(jí)計(jì)算機(jī)等資源，工程師通過建立BIM模型，綜合設(shè)計(jì)和現(xiàn)場狀態(tài)設(shè)立邊界條件，運(yùn)用達(dá)索系統(tǒng)領(lǐng)先的Xflow軟件對(duì)病房內(nèi)的空氣流動(dòng)和污染物瞬態(tài)分布進(jìn)行了模擬分析，并基于Xflow工具計(jì)算病人和醫(yī)護(hù)人員位置污染物濃度與氣流組織的關(guān)系。
I 病房單元功能及傳感器布置圖
通過對(duì)不同設(shè)計(jì)方案仿真分析并找到最優(yōu)方案，證明了緩沖間和病房之間的壓差能有效防止污染物會(huì)擴(kuò)散到緩沖間。
I 不同布局污染物濃度某瞬態(tài)時(shí)刻分析結(jié)果
借助軟件和高性能計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的并行計(jì)算能力，深度模擬了室外污染顆粒排放對(duì)周圍社區(qū)的影響，極大地降低了污染物排放風(fēng)險(xiǎn)，有效保護(hù)了醫(yī)務(wù)人員和人民群眾的健康安全。
I 不同布局污染物濃度某瞬態(tài)時(shí)刻分析結(jié)果
在此過程中，上海賦算通云計(jì)算科技技術(shù)專家做了數(shù)百次調(diào)優(yōu)工作，實(shí)現(xiàn)了xflow大規(guī)模并行計(jì)算的精準(zhǔn)調(diào)優(yōu)，顯著提升軟件并行計(jì)算效率，降低計(jì)算時(shí)間，保持了良好的計(jì)算線性加速比。
圖2 不同規(guī)模調(diào)優(yōu)前后的計(jì)算時(shí)間和加速比
（注：標(biāo)準(zhǔn)算例由達(dá)索系統(tǒng)提供，軟件為Xflow，計(jì)算節(jié)點(diǎn)為上海超算魔方3，Intel Xeon Gold 6142 2.6GHz、32核、192GB、Intel OPA）
結(jié)論
本次抗“疫”平臺(tái)提交作業(yè)約500個(gè)共計(jì)消耗CPU Time為249551025.6。實(shí)踐證明，上海賦算通提供的一體化服務(wù)平臺(tái)解決方案非常出色，實(shí)現(xiàn)功能包括但不限于：
1、異地資源整合，快速整合異地軟件和硬件資源，提供統(tǒng)一使用方式。
2、本地軟件在異地計(jì)算資源下運(yùn)行，支持多個(gè)集群同時(shí)使用本地軟件，并支持在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用。
3、針對(duì)特定軟件和高性能計(jì)算系統(tǒng)調(diào)優(yōu)，大幅提高并行計(jì)算效率。
4、一站式平臺(tái)服務(wù)，除支持用戶在線提交作業(yè)外，擴(kuò)展提供任務(wù)批量提交、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)檢查、故障自動(dòng)重算、計(jì)算作業(yè)中斷和遷移、實(shí)時(shí)計(jì)算數(shù)據(jù)回傳、用戶在超算的存儲(chǔ)映射到本地。
最后，上海賦算通向奮戰(zhàn)在抗擊疫情最前線的醫(yī)務(wù)人員致以崇高敬意，上海賦算通將與合作伙伴一道共同做好抗議后援支持工作。
項(xiàng)目主要成員:
中南院工程數(shù)字技術(shù)中心：張慎，辜文飛，程輝
上海超算中心：寇大治
達(dá)索系統(tǒng)：宋楊、代鳳羽、胡良波
上海江達(dá)：高紹武
上海賦算通云計(jì)算科技 ：劉祎洋
暖通設(shè)計(jì)與技術(shù)咨詢: 張銀安，劉華斌，王哲
