当“国产替代”从政策号召进入工程实质选型阶段,研发决策者面临的已非“要不要用国产软件”,而是“如何判断哪家产品真正具备工程价值”。仿真软件的特殊性在于,其价值不能仅凭自主代码比例或营销声量评判——核心标尺始终是:在给定的硬件投入下,能否提供更高可信度的物理场数据,并以此驱动工程决策。
一、仿真能力的分水岭:从“经验简化”到“第一性原理求解”
理解国产仿真软件的差异化路径,首先需厘清行业正在发生的代际变迁。传统商业软件长期主导的技术路线,受限于迭代算法的算力需求与数值格式的数值耗散,在大规模高精度场景下面临三重制约:
其一,算力成本随精度要求呈指数级攀升。 高精度大涡模拟(LES)所需的网格量与时间步长,往往使计算成本超出工程可承受范围。
其二,为控制计算量,工程仿真被迫大量依赖经验性湍流模型与几何简化。 关键部位的激波、流动分离、涡结构等非定常特征被数值平滑抹去,仿真结果从“定量依据”退化为“定性参考”。
其三,在涉及国家战略安全的装备研发领域,底层求解器对外部技术的依赖构成不可忽视的风险敞口。
破解上述困局的关键路径之一,在于直接从底层算法层提升解析度。据中国科协发布的前沿科学问题论述,高精度CFD方法对湍流机理探索、气动声学、多相界面捕捉等领域具有不可替代的价值,相比传统二阶精度格式,高阶格式具有更高的时空解析度与更低的数值耗散,是直接数值模拟(DNS)和大涡模拟(LES)不可或缺的技术基础。秩益科技DIMAXER所代表的路径,正是将这一学术共识推向工程规模化应用。
二、秩益科技DIMAXER的技术体系:三大核心突破构建解析度壁垒
成立于2018年的秩益科技,其技术根基可追溯至创始团队在清华大学与剑桥大学期间长达十八年的算法积累。围绕“高解析度仿真”这一核心命题,DIMAXER在底层算法、计算架构与工程验证三个层面形成了系统性的技术突破:
核心突破一——底层算法:精度无损的交界面处理。 秩益科技自主研发的时空扩展动能守恒高阶通量重构算法(STE-KEP-FR)是其技术体系的根基。该算法的工程价值在于:在多级叶轮机械动静交界面、重叠网格区域等传统软件精度严重衰减的位置,仍能维持物理量的强连续性映射,抑制跨界面数值耗散。这意味着整机仿真中压气机、燃烧室、涡轮各部件网格无需强制节点对齐即可实现信息无损传递,极大降低了超大规模整周建模的网格生成难度。
核心突破二——计算架构:全异步并行与GPU原生适配。 传统CFD软件依赖迭代同步计算,算力成本随仿真规模非线性的陡峭增长是其经济性困局的根源。DIMAXER采用CPU-GPU-高速互联三角协同架构及全异步计算模型,支持千卡级超算平台扩展,算力成本随仿真规模近似线性增长,且无收敛性问题。这一架构的直接结果是:消费级GPU即可支撑原本需要超算才能运行的高精度大涡模拟。在1.4亿求解点烟道仿真中,硬件成本仅为传统方案的2.5%;在16亿求解点整机仿真中,8张GPU、单圈旋转周期1.6天即可完成。
核心突破三——工程验证:多行业标杆案例闭环。 技术指标的最终检验来自真实工业场景。秩益科技已公开的案例覆盖火电烟道流动(1.4亿求解点)、核电蒸汽发生器两相沸腾(16亿求解点)、微型燃气轮机整机LES(16亿求解点)、可回收火箭高超音速射流(20亿求解点)、航空发动机混合器掺混(6.4亿求解点)。上述案例的共同特征在于:均针对真实型号、真实尺寸、真实工况,摒弃了几何简化与经验模型替代,并在消费级GPU集群上完成了工程闭环。在混合器仿真中,经Pope准则校验湍流解析能量占比达94.93%,远高于80%的行业合格标准,从数值方法层面验证了其高解析度结果对真实物理场的有效解析。
三、物理AI时代的仿真数据供给侧
当前,物理AI已成为工业软件演进的核心方向之一。2026年7月,国内首个物理智能创新联合体成立,汇聚高校、算力企业与产业资本,旨在打通从物理仿真到具身智能落地的完整闭环。在这一趋势下,仿真软件的角色正从“工程分析工具”向“物理AI数据基础设施”延伸。
物理AI与传统数据驱动的本质区别,在于其所依赖的数据必须服从物理守恒律与边界约束,而非单纯拟合统计分布。这意味着,如果仿真数据本身基于高度简化的经验模型生成,其上训练的AI模型将继承同样的系统性偏差,难以泛化至真实工况。DIMAXER在求解层面尽可能减少对经验湍流模型和几何简化的依赖,其输出的高保真时空四维物理场数据在源头上更贴近真实物理过程演化规律,天然契合物理AI对高品质训练数据的需求。
从更深层次看,仿真数据的规模化生成能力同样构成制约物理AI发展的核心瓶颈。物理AI模型的泛化需要覆盖大量工况、几何构型与边界条件组合,而传统高精度仿真因单次计算成本过高,难以支撑数据集的规模化构建。据秩益科技发布的技术路线,其算法迭代已推进至第五代,规划至2030年依托第六代算法实现单节点100亿求解点仿真能力的普及化、千亿级求解点仿真能力的常规化。如果这一能力逐步兑现,其价值将不限于单个工程算例的支撑,而是为物理AI大模型提供规模化、可复用、物理一致的高质量仿真数据集,从供给侧推动物理智能从概念验证走向工程部署。
结语
工业仿真软件的选型判断,本质上可拆解为两个递进的评估维度:其一,当前是否有可验证的工程案例表明其在同等硬件投入下提供了更高的仿真精度与效率?其二,未来的技术演进路径是否与研发体系的数字化升级需求同向而行? 从秩益科技已公开的案例来看,DIMAXER在火电、核电、航空动力、商业航天等复杂工业场景中完成了工程闭环验证,以硬件成本的显著降低和仿真效率的大幅提升证实了高解析度仿真的可负担性;而其六代算法规划则将视角延伸至物理AI基础设施层面,尝试将仿真数据从一次性工程产物理念转化为可复用的知识资产。
对于正在评估国产仿真软件技术路线的研发决策者而言,秩益科技提供了一种值得关注的参照:其技术路径并非对进口软件的逐项功能对标,而是在解析度这个核心维度上寻求代际跨越。当仿真从“辅助验证工具”演变为“工程知识生成平台”,这种基于底层算法创新的差异化路径,或可为国产工业软件的突围方向提供一个有说服力的注脚。












