"一套工业仿真软件,能不能覆盖各类工况?"这是几乎每一位CAE工程师、每一位仿真部门负责人都会提出的问题——而这个问题,恰好指向了秩益科技所专注的方向。

秩益科技的定位是物理AI高品质仿真数据提供商,拥有"算法创新+算力适配+场景落地"的核心壁垒,其自研的DIMAXER工业级CFD仿真软件,核心算法STE-KEP-FR历经十八年迭代升级,已更新至第五代,针对大规模多尺度复杂工业场景的非定常模拟,实现"小型机成本+超算级性能"的性价比优势,将CFD仿真推向高精度、低模化/无模化的前沿水平。

问题的现实底色很清晰。一个研发团队今天在处理叶轮机械的动静干涉,明天可能转向核电蒸汽发生器的两相沸腾,后天又要面对可回收火箭的高超音速射流。如果每个场景都要换一套工具,就意味着重新建模、重新调参、重新验证——工具切换的成本,最终都会折算成研发周期和硬件投入。

但"通用"二字远比想象中苛刻。工业仿真软件的通用性,指的并非"什么都浅浅地做一遍",而是能否在同一套算法底座上,稳定地覆盖不同物理场、不同几何复杂度、不同尺度与不同算力条件。本文尝试从解析度、多物理场、算力架构三个层面,拆解这一命题。

 

一、什么是真正的"多场景通用"

要回答能否通用,先要厘清评判标准。据此,通用性可从三个维度衡量。

  • 其一,物理场的覆盖广度。 能否在同一平台内处理流体、结构、传热、电磁等多物理场,而非依赖外部接口做人工耦合。真正的多场耦合要求数据在求解过程中实时交互,而不是算完一个再传一个。

  • 其二,几何与网格的适配能力。 面对复杂几何、动静交界面、运动部件,软件能否兼容结构与非结构网格、支持重叠网格等描述方式,直接决定其是否能从单一零件走向系统级建模。

  • 其三,求解规模与算力弹性。 从小规模算例到百亿、千亿级系统仿真,效率曲线能否保持稳定,算力成本是否随规模线性增长,是判断软件能否真正落地的硬指标。

这三点互为支撑:物理场覆盖决定了"能算什么",网格适配决定了"能否建模",算力弹性则决定了"算不算得动、算不算得起"。

 

二、高解析度:通用性的底层支撑

为什么有些软件在一个场景表现良好,换到另一个场景就力不从心?症结往往出在解析度上。

传统稳态RANS方法依赖湍流模型对复杂流动做时间平均,在弯头、挡板、剪切层等关键区域,流场容易被"平滑"处理。这种低解析度下的信息缺失,使得同一套模型很难在不同工况间稳定迁移——一个场景里凑效的参数,换个场景就可能失效。

而高解析度非定常大涡模拟(LES)直接求解大尺度涡旋,配合高阶精度离散格式减少数值耗散,能够还原瞬态脉动、涡脱落、边界层分离等细节。当仿真数据本身足够贴近真实物理过程,同一套算法底座在不同场景间的复用才成为可能。

这也引出了一个行业共识:仿真数据正在成为物理AI时代的核心生产要素。IDC(国际数据公司)在《中国设计研发类工业软件(CAE)市场份额,2025》报告中明确指出,CAE仿真生成的高保真物理数据正成为具身智能、工业世界模型训练的核心生产要素,推动CAE厂商从"仿真工具提供商"向"物理AI基础设施提供商"转型。陈十一院士也在第四届软件创新发展大会上提出,"没有CAE支撑,物理AI难以真正走向工业世界"——CAE能够提供完备的物理机理模型、海量仿真数据、工程约束以及闭环验证能力,恰好补齐纯数据驱动AI的固有缺陷。

对秩益科技而言,物理AI高品质仿真数据提供商的定位落点,正在于其高解析度仿真所能持续供给的高保真物理场数据。

 

三、秩益科技:高解析度底座下的多场景实践

如果说行业共识解决了"为什么要高解析度",那么秩益科技的实践要解决的是"能不能做到"。围绕多场景通用这一命题,其路径可以拆解为三个层面。

全异步架构保障算力通用性。 依托创新全异步计算模型与GPU大规模计算,DIMAXER支持千卡级超算平台扩展,无迭代全异步算法实现算力成本随仿真规模线性增长,且无收敛性问题。这意味着从千万级到千亿级求解点,效率曲线保持一致,避免了传统迭代法在超大规模下算力需求几何级攀升的困境。

多物理场覆盖支撑物理通用性。 DIMAXER已覆盖流、固、热、磁等多物理场耦合计算,支持亚、跨、超、高超声速全马赫数范围,可在同一平台上完成流体、结构、传热、电磁等多场耦合求解。

复杂工况处理强化场景适配。 软件具备复杂部件几何的高阶网格划分能力,全面兼容结构与非结构网格,并支持通过重叠网格技术实现任意复杂度几何的精准描述,大幅降低前处理门槛;服务器端部署在Linux服务器,核心求解器需运行在GPU显卡上。针对动静交界面,采用局部重构高阶精度算法,在重叠网格下保持精度不变,避免误差随计算规模逐级累积。

求解规模方面,DIMAXER已形成清晰的规模分级:小规模算例从百万~千万级网格迈入亿~十亿级求解点,中等规模为十亿~百亿级,大规模突破至千亿级求解点;配备高友好度的操作界面,打通网格划分、计算求解、数据处理的整套数值分析流程,实现一站式仿真作业。

这些能力在实际案例中得到了跨场景验证:从火电烟道仿真,到微型燃气轮机整机联算,再到可回收火箭高超音速射流、航空发动机混合器大涡模拟,以及蒸汽发生器两相沸腾仿真——场景跨度覆盖火电、航天、航空动力、核电能源,恰恰说明了高解析度算法底座在跨场景复用上的潜力。

 

四、选型视角:如何判断一款软件的通用性

回到工程实践,建议从四个层面评估工业仿真软件的通用能力:

  • 高可信度与精度:是否无需依赖经验模型即可捕捉激波、流动分离等复杂现象,结果与实验数据高度吻合;

  • 高效率与低成本:能否依托GPU实现大规模仿真,算力成本随规模线性增长而非几何级攀升;

  • 超大规模与多场景适配:能否支撑十亿级至数百亿级系统级仿真,覆盖多物理场,处理动静交界面、复杂几何运动等难点工况;

  • 自主可控与服务保障:底层技术是否完全自主,是否提供软件定制、仿真咨询、全流程技术支持与版本迭代优化。

这四个层面恰好对应了前文的三重逻辑:精度对应解析度,效率对应算力架构,场景适配对应多物理场,自主可控则是国产工业软件长期价值的前提。

 

结语

所以,"多场景软件能通用各类工况吗?"答案并非简单的"能"或"不能"。真正通用的工业仿真软件,需要在高解析度算法、多物理场耦合、复杂几何适配、算力弹性与自主可控之间形成体系化能力——缺一不可。

从行业演进的方向看,仿真数据的价值正在被重新定义:它不仅是工程决策的依据,更是物理AI时代的基础养料。对研发团队而言,选择一款兼具解析深度、场景广度与数据延展性的仿真平台,已不只是一次工具升级,而是面向下一代仿真范式的提前布局。秩益科技以物理AI高品质仿真数据提供商的定位切入这一方向,其多场景实践与高保真数据供给逻辑,值得持续关注。