引领设计速度：Trek 自行车使用在 NVIDIA GPU 上开发的车型参加环法自行车赛

Trek 自行车团队使用 RTX 技术加速产品设计，实现更快的迭代。其通过逼真的计算流体动力学模拟，打造出世界一流的自行车。

 

 

NVIDIA RTX 正在为设计带来全新突破，助力 Trek 自行车使用 GPU 将设计理念变为现实。

 

作为全球最大的自行车制造商之一，Trek 自行车致力于是打造具有顶尖工艺水平的自行车。Trek 自行车与新合作伙伴国际连锁零售商 Lidl 共同拥有一支名为 Lidl-Trek 的自行车队，该车队使用 Trek 自行车的旗舰产品 Emonda、Madone 和 Speed Concept 参加了一年一度的环法自行车赛，车队的轮组和公路赛头盔等配件和装备也由 Trek 设计。

 

 

 

自行车设计涉及到复杂的物理学，其中的一大难点是将空气动力学效率与舒适性和骑行质量相平衡。为了解决这个问题，Trek 团队正在使用 NVIDIA A100 Tensor Core GPU 进行高保真的计算流体动力学（CFD）仿真，在打造自行车空气动力学新标杆的同时，保证骑行舒适性和操控流畅性。

 

设计师和工程师们还通过 Dell Precision 工作站和 NVIDIA RTX 技术进一步改进其工作流，采用了 NVIDIA RTX A5500 GPU 和搭载双 RTX A6000 GPU 的 Dell Precision 7920 工作站等。

 

实时可视化自行车设计

 

在产品设计流程初，该团队首先通过用户研究提出初步的设计概念，提出一系列创意，然后根据需要制造出原型并迭代设计。

 

为了提高公路和山地骑行的表现，自行车需要提供合适的“路感”。因此，Trek 公司花了大量时间与运动员一起，找出需要改变的关键点，包括调整几何结构、车架弹性、缓震能力等。

 

 

Trek 设计团队在 CAD 流程中使用了 Adobe Substance 3D、Cinema 4D、KeyShot、Redshift、SOLIDWORKS 等图形密集型应用工具；其性能研究团队在 CFD 仿真中使用了西门子数字工业软件公司的 Simcenter STAR-CCM+，以充分利用 GPU 的处理能力。

 

NVIDIA RTX GPU 给 Trek 的设计能力和工程能力带来了巨大的飞跃。公司的可视化团队可以轻松利用 RTX 技术实现快速迭代，并展示更多设计方案。他们还可以将 Cinema 4D 和 Redshift 与 RTX 结合使用，制作出高质量的渲染图像，近乎实时地将不同的设计可视化。

 

Trek 自行车数字视觉传播负责人 Michael Hammond 解释了进行充分迭代的重要性：“渲染图像或动画的速度越快，我们改进的速度就越快。但同时，我们也不想丢失细节或花时间重新建模。”

 

在 RTX A5500 的帮助下，Trek 的数字视觉团队能够突破创作限制，并大幅加快设计定稿的速度。Hammond 表示：“RTX GPU 的性能平均比我们使用 CPU 核心的网络渲染快 12 倍。在我们的网络上完成一次渲染大约需要两个小时，而在 RTX A5500 上只需要大约 10-12 分钟，也就是说迭代速度加快了 12 倍，从而能够在更短的时间内获得更高质量的渲染和动画效果。”

 

 

加速 CFD 仿真

 

在过去十年中，CFD 成为了工程师和装备设计师的重要工具，可帮助更好地了解其设计的特性。但 CFD 不止是一个分析工具，它还可以用于改进设计，而且无需对每项设计进行耗时且昂贵的物理测试。这就是为什么 Trek 将 CFD 整合到其产品开发流程中的原因。

 

 

Trek 的空气动力学团队依靠 Simcenter STAR-CCM+ 来优化每辆自行车的性能。为了在实现最佳空气动力学性能的同时，提供舒适的骑乘体验和稳定的操控性，Trek 的工程师在设计最新一代 Madone 时采用了 IsoFlow 这一提高骑行舒适性并减少阻力的独家技术。

 

得益于 GPU 的加速计算能力，Simcenter STAR-CCM+ 仿真使工程师能够将仿真运行时间缩短 85 天。这是因为与搭载 128 核 CPU 的 HPC 服务器相比，在 NVIDIA A100 GPU 上运行 CFD 仿真的速度提高了 4 至 5 倍。

 

该团队还可以在 CFD 中分析更复杂的物理现象，从而更好地了解空气在多变的现实世界中的运动情况。

 

Trek 自行车空气动力学负责人 John Davis 表示：“现在我们可以在有限时间内运行具有更高保真度和准确度的仿真，这使得我们能够减少风洞测试的耗时从而节约大量成本。在使用 GPU 运行 CFD 的前两个月内，我们取消了一项计划中的风洞测试，因为我们对仿真的结果更有信心。”

 

 

点击“阅读原文”，进一步了解通过 GPU 加速的 Simcenter STAR-CCM+。

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