NVIDIA Modulus 是一個物理機器學習平臺，它將物理的力量與數據相結合，構建高保真、參數化的人工智能代理模型，作為數字孿生模型，以接近實時的延遲進行模擬。

該前沿框架通過與 NVIDIA Omniverse （ OV ）平臺集成以實現實時虛擬世界仿真和全設計保真可視化，擴展了其交互仿真能力。

以前，用戶需要自行設置可視化管線，這是模擬和分析工作流的關鍵組件。現在，用戶可以將 Omniverse 中的內置管線用于常見的輸出場景，例如用于可視化的 streamline 和 iso 曲面，以獲得 Modulus 訓練 AI 模型的輸出。另一個關鍵功能是能夠在改變設計參數時近實時地可視化和分析高保真仿真輸出。

增加 Modulus-OV 擴展的三個關鍵優點：

該內置可視化管線支持少量常用模式，如 streamline、Scalar field slice 和 Flow。

近乎實時的模擬輸出，用于更改設計參數并將其顯示在屏幕上。

Omniverse 中豐富的生態系統現在可以與其他擴展集成，如 CAD 工具、端到端設計的可視化工具和模擬工作流。

這是 Modulus-OV 擴展的第一個預覽版本， Modulus 團隊歡迎用戶提出反饋或改進需求。用戶可向 Modulus NVIDIA 論壇提交反饋。

啟用 Modulus 擴展

這個 Modulus 擴展可用于 Omniverse Create。使用 Omniverse Launcher 在支持的操作系統上安裝 Omniverse Create 后，安裝 Modulus 擴展，然后進入擴展窗口并搜索“Modulus”，將啟動核心擴展以安裝并啟用 Modulus 擴展。

圖 1：在 Omniverse Create 中啟用 Modulus 擴展

對于這個預覽版本， Modulus 擴展僅在 Linux 平臺上受支持，并且運行 Omniverse Create 和 Modulus 的 GPU 內存需求可能相當高。對于現有場景，需要使用 NVIDIA RTX 3090或更高級別的 GPU，NVIDIA 建議使用 RTX A6000 GPU 以獲得理想的性能。

可視化交互式仿真

模擬場景是預先打包的示例，可以幫助用戶熟悉該擴展的功能。

目前，可以使用以下預置場景進行實驗：

modulus_scenario_fpga

用戶可以通過在擴展管理器中搜索其名稱來加載場景擴展（以modulus_scenario_fpga 為例），安裝并啟用擴展。如果是第一次這樣做，這個過程可能需要幾分鐘的時間來下載預訓練模型并安裝到設備上。

該場景基于 Modulus 中的參數化 3D 散熱器示例，在啟用 OV 擴展的情況下，用戶可以通過 FPGA（ 現場可編程邏輯門陣列 ）幾何形狀來可視化氣流。

在這種情況下，Modulus 訓練的參數化神經網絡模型可以模擬氣流路徑。其使用的推斷輸出數據是速度幅值，即在體積表面上定義的定點處的空速。如果放置一個運動速度極低的表面，用戶可以看到氣流在此處減慢，這便可能會是邊界，例如圖 2 中氣流撞擊到了所示的散熱片。

用戶還可以使用 streamline 分析氣流，streamline 是通過在氣流中添加平流粒子來計算的。為了更好地理解氣流，用戶還可以使用氣流的紋理。

圖 2：可視化并交互修改模擬場景

此版本的擴展提供了一組常見的可視化模式。每個模式都將使用可視化幾何體填充 Omniverse Create 中當前打開的 stage，其將隨著參數的更改而更新。

Isosurface:創建速度幅值的等值面。

Streamlines:創建一組流線。

Slices:添加三個軸對齊的速度幅值片。

此外，用戶還可以使用擴展用戶界面中的旋鈕更改可視化參數。修改可視化參數時，不會重新評估模型。要了解哪些參數可以調整，請參閱 OV 集成文檔。

圖 3：更改可視化參數并在擴展用戶界面中交互查看結果

Modulus 和 Physics-ML 的另一個具有顛覆性的方面是在參數化空間上訓練模型的能力，該空間可用于推斷由一組設計參數定義的設計空間。用戶可以在場景中將其作為各種參數旋鈕公開，這些參數可以更改，以近實時地推斷和可視化新的模擬輸出。當更改這些設計參數時，將重新評估模型以推斷新的幾何體，并將輸出可視化結果。

圖 4：更改散熱器散熱片的高度、長度等設計參數