照片人物:Cadence多物理系統分析事業群研發副總裁Ben Gu
這兩年元宇宙概念處於高溫狀態，人們都在構思創造一個虛擬的世界，將自己的一部分投射到這個更具想像空間的世界中去。計算技術的發展，會讓這個虛擬的世界變得更加真實，離我們更近。其實，類似這樣的想法和技術在科學和工程領域早就開始使用了，各類模擬和類比軟體，為科學家、工程設計人員解決各種問題，設計出各種產品，正在為改變現實世界而服務。這其中，CFD技術已經展現出來了巨大的潛力和價值。
Cadence著力CFD領域
Cadence近年來一直積極進軍運算流體力學(CFD)領域，納入經驗證的CFD技術和人才團隊。自2019 年成立系統分析新事業部門以來，在既有 EDA模擬系統的技術基礎下，進一步擴展到系統模擬分析領域。透過Numeca 及Pointwise 等多家運算流體動力學（CFD）公司的收購，進橫跨電磁場、熱應力場、流體動力場等多物理場模擬分析的完備產品組合。
Cadence多物理系統分析事業群研發副總裁Ben Gu說明，CFD需要龐大的運算能力，而Cadence正是此中佼佼者，兩者可達到相輔相成, CFD應用領域非常廣, 從電到熱、空氣動力學等，這讓Cadence跨進更多市場領域。
Cadence所推出全面的運算流體力學(CFD)的平臺- Fidelity CFD 軟體平臺，適用於多種包括汽車、渦輪機械、船舶、航空航太等市場，為多物理場模擬性能和準確度開創了新的局面。
2022年初，Cadence宣佈完成收購藥物設計軟體商OpenEye Scientific Software。
“OpenEye是計算分子行業的翹楚，它開創了基於物理的方法和雲原生的獵戶座軟體平臺，包括輝瑞和阿斯利康等全球前20大製藥公司中的19家都在使用這一平臺進行藥代動力學的研發。Cadence的運算技術可助力量測血液流動與藥物效應之間的影響，巨量的資料可被快速處理並模擬，加快新藥的開發。”Ben Gu以藥物動力學舉例。
Optimality Explorer以AI驅動電子系統優化
為使用者實現電子系統的多學科分析和優化(MDAO)， Cadence宣佈推出Cadence Optimality™ 智慧系統引擎(Intelligent System Explorer)。繼推出顛覆性的Cadence Cerebrus™智慧晶片工具(Intelligent Chip Explorer)之後，將更多應用囊括進來的Optimality Explorer實現了MDAO的In-design多物理場系統分析。借助類似 Cadence Cerebrus 中的AI 技術帶來突破，Optimality Explorer 提供的優化設計比傳統手動方法平均快 10 倍，更在某些設計上實現了高達 100 倍的加速。
Cadence Optimality™ Intelligent System Explorer 可實現電子系統的多學科分析和優化(MDAO)、協助更快的產品上市並降低設計風險。
Cadence智慧系統設計多物理分析解決方案
Cadence 3D 電磁 (EM) 分析的Clarity™3D 求解器，與SI和PI分析的 Sigrity™X 技術是首批採用Optimality Explorer的產品。隨著 Optimality Explorer的推出，Clarity 和 Sigrity X 求解器能夠協助設計團隊探索整個設計空間並快速有效地優化設計。
Cadence多物理系統分析事業群研發副總裁 Ben Gu 表示：「多年來，在建構、測試、原型、定義到生產等流程中，在系統層級設計上常因為手動介入操作而帶來較低的工作效率。受惠於Optimality Explorer的MDAO強項，已可以在很短的時間內執行從IC、封裝、PCB到系統的系統級優化，並達到Cadence獨具特色的黃金標準精度。」
結語
在虛擬空間，用高性能計算的方式模擬出各種物理場景，這與構建元宇宙並沒有什麼區別，未來隨著技術的發展，計算性能的提升，這個虛擬的世界會比元宇宙更加貼近真實世界。與元宇宙的社交娛樂屬性不同，這個應因科研、工程中構建的“宇宙”，其成果主要用來回饋現實世界，為改善人類的各種科技服務。這也正是Cadence 將多物理場景分析整合在一起的主要目的，這個“宇宙”的發展，很可能也將促進另一個”宇宙”的成長，因為對計算能力需求和多物理場景的模擬需求同樣是那個宇宙的重要需求。
附文:
進一步瞭解CFD: 計算流體動力學（Computational Fluid Dynamics）
透過電腦類比特定條件下的流體狀態，為研究人員提供流體分析相關的資料。在流體動力學分析應用中，CFD提供了廉價的計算實驗環境，產生複雜的三位流動場景，借助分析和優化工具，設計人員可以更快速地驗證理論、尋找問題，以更低成本實現設計目的。
CFD涉及計算科學、流體力學、以及包括偏微分方程、計算幾何、數值分析，還有具體到應用層面的分項科學理論，一方面在在多學科的融匯交叉中成長，另一方面又促進了多個分項的科學技術進步。
在過去的幾十年中CFD應用範圍不斷擴展，從最早的傳統流體力學和工程中的，航空、航太、水利設置、船舶運輸等領域，到化工、冶金、建築、氣象以及醫藥研發領域。
在航空航太應用中：CFD技術為飛行器設計不斷優化空氣動力結構，讓新一代的飛行器變得更加經濟、安全。借助CFD技術，越來越多的國家可以參與到航空航太的項目，設計出自己的飛行器，促進全球的航空業發展。
近年來，隨著AI技術的深入，CFD在醫藥領域得到廣泛認可，藥品研發人員，借助CFD模擬人體中體液的迴圈狀態，篩選和評估藥物在人體中的效力和影響，掌握藥物的作用範圍和作用時間，更加精確地控制藥物的劑量，惠及醫生和患者。
在綠能應用中，CFD被用於風電的發電渦輪葉片的優化，使得新一代的風電設備能夠在不同風力條件下產生持續恒定的電能，減少次前令人頭疼的並網發電功率波動的問題。
在汽車工業中，CFD提供的空氣動力學改進，幫助車廠提升汽車降低風阻，在發動機設計中，提升發動機的燃油效率，是整車減少排放的關鍵技術。
在F1賽車比賽中，為保證比賽的公正性，比賽規則對車重和發動機排量進行了嚴格的限制。因此各車隊都需要在其他方面挖掘賽車的潛力。2022年5月31日，Cadence宣佈成為 F1 邁凱倫車隊的官方技術合作夥伴，借助Cadence Fidelity CFD 軟體提供的空氣動力學預測工具，邁凱倫車隊優化賽車的外觀結構，提升空氣動力學性能。
“在F1競賽中，如能縮短0.2秒，就能對最後登上領獎台結果皆產生重大影響。”Cadence多物理系統分析事業群研發副總裁Ben Gu說
在其它體育比賽的項目中，CFD技術同樣也發揮了巨大的作用，比如足球比賽的用球設計，CFD技術讓球的飛行軌跡更加穩定，游泳比賽選手們穿著的服裝，在先進技術的幫助下，選手的門的成績不斷突破，競賽的科技含量日益增加，過程也變得愈發精彩。
