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联想ThinkStation助力“北美之鹰”创造速度神话

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“北美之鹰”（NAE）是一辆从喷气式战斗机改装而成的超级汽车，它的设计初衷是为了将其打造成世界上最快的陆地车辆，以打破陆地速度世界记录为目标。为了实现这个目标，经过谨慎的比较和研究，“北美之鹰”工作小组的工程师、科学家和空气动力学家们决定将ThinkStation作为一个设计、监控和数据采集的中继站，并以虚拟团队的方式一起工作。

1996年，当Ed Shadle先生从IBM退休后，他建立了“北美之鹰”（NAE）工作小组，致力于打造世界上最快的陆地车辆，以打破陆地速度的世界记录为目标。当时陆地车辆的世界最快记录为763mph，由英国人保持。为了打破纪录，“北美之鹰”的设计团队选择对星际喷气式战机的机身进行改进，并添加了拥有艺术品专利的车轮和刹车系统，将其变成了一辆陆地超级汽车，“北美之鹰”就此诞生。

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联想ThinkStation助力“北美之鹰”

为了设计、制作这辆汽车，也为了更好的监督整个项目，成功实现打破纪录的重大目标，“北美之鹰”团队引入了联想ThinkStation工作站，并把它作为一个设计、监控和数据采集的中继站。Shadle先生说，随着团队愈来愈接近世界记录，他们对硬件、软件的要求也在不断提高，但是ThinkStation一直保持着稳定的性能，并发挥了关键作用。

联想ThinkStation S20&D20工作站通过搭建NVIDIA®（英伟达™） Tesla™ C1060 GPU可额外提供相当于240个内核同时并发的万亿次数学处理能力，让专业用户都能拥有自己的“个人超级计算机”——其计算能力可与集群比肩，而价格却仅为集群的百分之一。凭借ThinkStation工作站产品，专业人士可以在自己的桌面上处理复杂的、数据密集型的计算。这不但帮助专业人士提高了其创新速度，也大大缩短了将创意转化为现实的时间。

在联想ThinkStation工作站强大性能的支持下，“北美之鹰”的工程师们在ThinkStation上安装了Geomagic Studio、Verisurf, Dassault Systèmes (CATIA) and Adobe®等软件，并在Microsoft Windows Vista® 64位操作系统下，建立了一个快速流程模型。通过ThinkStation工作站产品，项目小组的工程师、科学家和空气动力学专家们能够在各自的家里，以虚拟团队的方式一起工作，而这在几年前几乎无法想像。

摆在Ed Shadle、合伙人Keith Zhangi和他们团队面前的挑战来自四个方面：必须保证车辆与地面的动力交换速度Mach 1不变；车辆的形状对于稳定性而言至关重要；刹车系统必须与高速降落伞协调运作，而降落伞的展开速度为850mph；在车辆加速的时候，方向盘与悬挂系统必须足够有力、足够稳定。

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而ThinkStatoin在以下几个方面均表现出色，在推动创新，帮助“北美之鹰”成功实现梦想的过程中功不可没。

1.通过实况分析改进设计，增强高速行驶下的稳定性

为了保证车辆与地面的稳定性，NAE团队利用3架高速相机拍摄下了北美之鹰的运动影像电影，播放速度为33,000 张/秒。在测试中，也通过安装在北美之鹰上的监控系统收集数据。

随后，NAE设计团队在ThinkStaion上回放由Adobe® Production Premium处理的数据与影像脚本，并分析悬挂系统、车轮、降落伞展开的性能以及北美之鹰内部空气流动，让团队得以对悬挂系统和车轮结构进行重新精确设计，来增强北美之鹰在最高时速下的稳定性。

2.精确的数据模拟，缓和超音速冲击波

车辆的形状对于稳定性而言至关重要。在达到Mach 0.7（音速的70%）时，强大的准音速冲击波开始形成，当继续增加到Mach 1 以上，这些冲击波就可能引发车辆空气动力的改变，从而致使车身上摇与后部晃动。但是流体动力学分析能够预测这些冲击波对北美之鹰的影响。

于是，“北美之鹰”团队在ThinkStation 上利用Geomagic Studio, Verisurf 和CATIA的软件进行数据分析和研究，他们创造了包含有3千万个数据点的电子模型，并对其进行了分析。他们又提交了一个精简的模型在Cray超级电脑上进行流体动力学分析，使得他们能够应对改变，并做出设计来提高高速行驶之下的车辆稳定性。其中，ThinkStation D10进行了关键计算，并毫厘不差地反馈了大型模型的数据结果和时间记录，而这恰恰是NAE项目最关键的要求。

3.精密造型设计，创造世界上最快的车轮

为创造速度的极限，NAE团队设计了世界上最快的汽车车轮。他们用了一年的时间，利用CATIA V5和Finite Element Analysis (FEA)软件，制造出了铝制车轮，而这所有的工作都在强大的、多核的ThinkStation上完成，最终创造出安全速度达到了950mph的车轮。

4.研发恒磁的刹车系统

首先，工程师们需要设计一个刹车系统，让北美之鹰在800mph的速度点上实现平缓刹车着实是一个挑战，因为在这个时速点上会有很多令人震惊的意外发生。事实上，最初的机械刹车盘、车轮以及相关配件在刹车系统到达1400ºF之后便全部烧毁了。其次，在高温下保证性能稳定是仅次于保证车辆平稳减速的第二大挑战。

NAE的工程师们在ThinkStation 平台上利用Dassult Systèmes CATIA 软件，对刹车系统进行重新设计，最终达成一致，创造出一个无接触磁性刹车，这个发明已经由Lev X Technology申请专利。这个方法平衡了高速运转的铝轮中的强大漩涡流，让北美之鹰在不需要物理刹车盘的情况下减速，由此避免了高温摩擦。新设计的车轮和刹车系统可以耐住高达1800ºF.的高温。

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在ThinkStation硬件平台上，利用CATIA软件设计铝制车轮

“北美之鹰”的创始者和驾驶者 Ed Shadle 先生对ThinkStation在整个项目过程中的卓越表现赞不绝口。他说：“自从联想图形工作站被引入支持‘北美之鹰’(NAE)项目以来，我们预装了Windows Vista和Dassault Systems CATIA V5软件。其目的在于对NAE气流特点进行深入分析并解决恼人的气流阻力问题。我们在其中一台ThinkStation上安装了Geomagic软件，用来转换那些对NAE机身进行激光测绘而得的数据点。这将使我们能够建立一个实体模型的‘北美之鹰’，配以互动的超级计算机，最终指导我们的流体动力学分析工作。我们使用的联想图形工作站达到并超过了我们所从事的复杂工作的要求。它们稳定且快速，与将陆地速度记录带回到北美并成为史上第一部时速超过800英里的陆地车辆NAE的要求不谋而合。”(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (8/6/2009)


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