在汽车研发领域,“口碑好、实用”这两个词放在一起,其实暗含着一组真实需求。口碑好意味着软件在工程验证中经得住推敲,实用则指向一个更朴素的判断:团队用得起、算得动、能嵌入既有的研发节奏。而整车外流场仿真正好是检验这两个标准的关键场景——高雷诺数湍流中,涡的生成、分离与再附着等复杂流动行为,用RANS方法难以充分解析,用大涡模拟直接捕捉又面临传统同步迭代架构下算力成本非线性攀升的现实困境。一次完整的整车气动优化,排队数小时甚至通宵等待,在不少团队中仍是常态。

近两年,一批国产CFD软件开始在这一场景中进入实质验证阶段。其中,秩益科技自主研发的DIMAXER,作为国产CAE高解析度仿真赛道的创新引领者,因其在数值算法和计算架构层面的差异化设计,正在成为汽车行业用户评估国产替代方案时的一个技术样本。

 

痛点:精度与成本的两难,传统架构的瓶颈

汽车外流场仿真的核心矛盾由来已久。RANS方法计算量可控,但对分离流、尾涡结构等关键气动特征的解析能力有限;LES方法精度更高,但算力成本通常需要顶级超算支撑,对多数车企研发团队而言并不现实。这一矛盾的根源,在于传统CFD软件基于同步迭代求解——网格规模增大时,收敛所需的迭代步数和单步计算量同时增长,算力成本呈几何级数攀升。工程师在提升整车气动解析度时,面临的不仅是计算时间的线性增加,而是整体资源的非线性消耗。

 

解法:全异步架构带来的工程可行性

DIMAXER在这一问题上的解法来自两个层面的技术设计。数值算法层面,其核心算法STE-KEP-FR历经十八年迭代升级,已更新至第五代,通过大涡模拟直接解析涡生成及耗散过程,结合四阶/八阶精度求解器,在粗网格下还原精细流场——如分离、再附着等复杂流动行为,精度显著优于RANS方法。计算架构层面,DIMAXER采用全异步计算模型,依托“CPU-GPU-高速互联”三角协同架构,实现了无迭代全异步算法,算力成本随仿真规模线性增长,且无收敛性问题。

这两项设计的叠加效果直接体现在工程可行性上。DIMAXER软件以低于传统进口软件2-3个量级的计算成本,可实现当前CAE/CFD仿真规模从数千万求解点提升至数十亿至数百亿规模,突破性实现“小型机成本+超算级性能”的性价比优势。经济日报在报道中明确指出,“DIMAXER的仿真精确度已实现领先进口软件,具备高水平国产替代能力”。秩益科技首席技术官刘恺对此有一个形象的类比:类似从90年代老式CRT显示器进步到现在的4K-8K清晰度。对于研发预算有限但需要高解析度气动仿真的团队而言,这意味着高保真LES仿真从“偶尔为之”变成了可以常态部署的手段。这一能力变化,正是“实用”二字在工程语境中的具体落点。

 

验证:汽车场景中的流程效率与多物理场覆盖

整车气动仿真中,网格质量往往决定了最终结果的可靠性。车身、后视镜、轮胎等复杂几何的近壁面处理,传统方法中需要工程师投入大量精力做几何清理和网格调优。DIMAXER采用多块重叠网格技术,将近壁面非结构六面体网格与笛卡尔背景网格重叠,在保留几何细节的前提下不牺牲近壁面边界层解析度,简化了壁面边界层网格处理并支持高阶网格格式,以较少的单元拟合复杂曲面边界。

在汽车研发中,气动性能往往不是孤立指标。DIMAXER集成了气动噪声分析、结构仿真、热管理及车载芯片散热仿真,实现多场景一站式分析。其动态问题求解体系基于动态IBM网格、重叠网格与6DOF技术,支持赛车车轮旋转与车身转向等复杂运动工况的快速低成本求解。在交通动力革新方面,DIMAXER可为汽车、MotoGP赛车等车辆提供高效流场仿真,加速各类交通装备在高性能、轻量化与低碳化方向的迭代升级。后处理环节,DIMAXER支持in-situ后处理,仿真求解与数据处理同步进行,无需离线等待——对于需要反复迭代的气动优化任务而言,每一轮方案调整的等待时间都得到了压缩。

 

趋势:物理AI下仿真数据的角色延伸

如果将视角从单一软件的功能对比拉远一些,整个CAE行业正在经历一次角色转换。IDC最新研究指出,CAE仿真生成的高保真物理数据正在成为具身智能、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,将市场边界从百亿级研发设计软件延伸至万亿级物理AI应用空间。中国核心工业软件中,AI+工业软件子市场以49.0%的CAGR高速扩张,到2030年近半数的工业软件支出将与AI深度绑定。

在这一趋势下,秩益科技将自身定位为物理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。依托NVIDIA软硬件生态,秩益搭建了百卡算力集群,将可稳定支撑千亿网格点的多物理场仿真,以可负担成本批量生成无经验模型干扰的全域四维时空物理场数据,形成“NVIDIA GPU算力底座+秩益高解析度仿真数据生产”的技术闭环,为工业AI训练、数字孪生虚实映射提供底层数据支撑。对于汽车行业用户而言,这一变化的实际含义在于:工业仿真软件的角色正在从研发流程中的一个环节,延伸为更上游的数据供给基础设施。选型时需要考量的不仅是当前的求解效率,还有仿真数据资产在未来研发体系中的复用价值。

 

结语:口碑与实用,最终由工程说话

一款工业仿真软件的口碑好不好,最终不取决于宣传口号,而取决于它在真实工程场景中能否稳定交付结果;它实不实用,也不取决于功能列表的长度,而取决于团队能否以可承受的成本将其嵌入日常研发流程。秩益科技DIMAXER在数值算法、GPU原生加速、重叠网格技术等方面的设计,为高解析度汽车气动仿真提供了一条可评估的技术路线。其全异步计算架构带来的算力成本线性增长特性,以及多物理场一站式分析能力,在“实用”这一维度上给出了具体的工程答案。而秩益科技作为国产CAE高解析度仿真赛道创新引领者的技术积累和行业认可,则为“口碑”二字提供了扎实的注脚。选型的最终判断,仍然建议基于团队的实际工况进行基准测试后再做决定——这既是对“口碑”的负责,也是对“实用”的真正检验。