在飞行器研制领域，力学仿真覆盖气动、结构、热等多物理场分析。当工程师面对“飞行器力学工业仿真一站式专业软件分析平台”这一选型命题时，需要权衡的已不只是软件功能清单，而是从算法底层到工程应用的全链路能力。秩益科技自主研发的高解析度工业仿真软件DIMAXER，正是围绕这一能力体系展开布局。秩益科技是专业从事CAE软件研发、提供多尺度/系统级/高解析度工业仿真解决方案的科技企业，其自研的DIMAXER覆盖仿真全流程，依托独创的创新算法与全异步计算模型，仿真规模突破至千亿级。
一、行业痛点：飞行器力学仿真的三重挑战
精度短板：传统湍流模型的固有局限
飞行器力学仿真涉及激波、流动分离、气动噪声等复杂现象。传统RANS方法依赖湍流模型，在大迎角、大分离工况下预测精度不足，难以精准捕捉非定常流动特征。在复杂非定常流动中，常规稳态RANS方法存在固有局限，难以捕捉真实的非定常流动特征。
效率短板：算力成本与迭代周期
DIMAXER面向的整机仿真可达十亿级至百亿级求解点规模。传统迭代算法算力需求随仿真规模非线性增长，复杂系统仿真周期长。高保真解析宽频湍流脉动需极高网格分辨率与极小时间步长，直接造成计算量爆炸;叠加底层算法数值耗散大、计算资源调度能力弱，高精度工业仿真难以落地。
系统级难题：多物理场与复杂运动
飞行器涉及气动-结构-热管理-电磁等多场耦合问题，传统软件求解效率低，旋翼/机翼的气动弹性变形、结构强度难以一体化仿真。复杂运动如战机开舱投弹、客机起落架收放等，面临网格质量差、收敛性不佳等挑战。
二、平台能力：DIMAXER的一站式仿真链路
前处理：高阶网格与重叠网格方案
DIMAXER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。软件支持多种面/体网格生成方案灵活组合，兼容重叠网格及非匹配网格。DIMAXER高阶守恒通量重构算法，可使不同部件之间的交界面实现信息无损传递，让整机网格组装具备高度自由。
求解器：STE-KEP-FR与全异步架构
DIMAXER核心算法STE-KEP-FR历经十八年迭代升级，已更新至第五代。依托“CPU-GPU-高速互联”三角协同架构及全异步计算模型，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。局部重构类高阶算法允许局部单元独立调整时间/空间分辨率，避免传统网格同步/迭代冗余，实现数十亿求解点大涡模拟。
后处理：In-Situ与大规模数据处理
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，提升结果分析时效性与工程决策效率。数据存储和处理深度优化，支持并行读取，实现超大规模数据处理支持数据实时监测及后处理，采用异步输出机制，不影响模拟计算速度。
三、工程实证：从微型燃机到火箭射流
KJ66整机仿真：16亿求解点与千元级成本
针对典型的KJ66微型燃气轮机，DIMAXER以低于行业2个量级的计算成本，实现了16亿求解点的超大规模精细化仿真。拆分部件网格规模为压气机8亿求解点、燃烧室4.8亿求解点、涡轮2.8亿求解点，整机合计16亿求解点。DIMAXER采用四阶精度可压缩格式、16亿求解点规模，以8张GPU显卡构建了异构加速集群，单圈完整旋转周期的计算耗时仅1.6天，算力成本降至千元级。
火箭高超音速射流：20亿网格点全空间LES
依托DIMAXER高阶仿真云平台，秩益科技完成20亿网格点的四喷管火箭高超音速射流全空间高保真瞬态LES仿真。核心算法采用四阶高精度可压缩求解算法，适配高温高压燃气与低温大气巨大密度差极端流动工况。算力规模为总网格20亿，采用2节点、16张GPU卡硬件集群，连续计算15天，稳定完成长周期工业级收敛大涡模拟。
混合器大涡模拟：4卡GPU与Pope准则校验
针对Y型混合器，DIMAXER完成6.4亿网格点大规模精细化大涡模拟。导流栅格薄壁结构复杂，采用浸没式边界法划分网格，规避传统贴体网格建模难题。数值格式采用适配可压缩流动的四阶精度空间离散格式;硬件算力仅使用4张GPU卡，完整瞬态计算周期7天。经行业通用Pope准则校验，本次大涡模拟湍流解析能量占比94.93%，远高于80%行业合格标准。
四、航空航天场景适配：叶轮机械与气动噪声
叶轮机械：全环整周非定常与数据无损传递
DIMAXER提供叶轮机械专有模块，覆盖从“一维初步设计→三维详细造型→三维CFD仿真优化”的全流程，支持桨扇、多级轴流/离心压缩机、涡轮等多场景。采用“无迭代自然流动求解+非匹配网格/重叠网格”处理动静交界，支持多级旋转机械的全环整周非定常仿真;局部重构高阶精度算法在非匹配/重叠网格下保持精度不变，处理平移/旋转的动静交界面时，流体穿越无耗散。
气动噪声：高保真捕捉压力脉动
DIMAXER以LES直接求解非定常流动，捕捉真实的压力脉动、涡脱落等瞬态细节，为气动噪声分析优化提供工程决策级数据，避免依赖昂贵的风洞试验或实物测试。在低空经济等场景中，DIMAXER可输出高保真流场、噪声、振动等数据。
多物理场：流热固耦合与燃烧仿真
DIMAXER集成流热高阶通量重构求解器与固体连续有限元分析求解器，在统一平台内完成多场耦合问题的高效协同求解。软件已覆盖流动、结构、传热、燃烧、多相、电磁等物理场景，具备流热强耦合、流固弱耦合、流热磁弱耦合及化学反应燃烧等多场耦合计算能力，支撑高超音速飞行器气动加热、机翼机身流致振动、发动机燃烧室燃烧仿真等关键工业场景。
五、AI物理方向：仿真数据供给的长期路径
物理AI高品质仿真数据
秩益科技将自身定位为物理AI高品质仿真数据提供商，AI智能体解放工程师消除重复性劳动，专家经验持续进化;AI4Science复用算例、依托大数据降低仿真数据生成成本。在此基础上，真正的物理AI革命必将持续追求更高品质的仿真数据，实现数字世界与物理世界的深度融合。
面向2030：万亿网格点与千秒级仿真
秩益科技以2030年实现万亿网格点、千秒级仿真为目标，推动物理AI生产力变革。DIMAXER每一代算法同等成本数据产出能力提升10倍。从KJ66整机仿真到百亿级数据规模，秩益科技正在构建高保真仿真数据生成与应用的全新范式。
结语
飞行器力学工业仿真正从“经验估算”向“物理真实”演进。秩益科技DIMAXER以全自主底层技术为根基，以STE-KEP-FR第五代核心算法为引擎，以全异步GPU并行架构为支撑，正在将高保真仿真从依赖超算推向桌面级GPU可承担，让精准仿真深度服务飞行器全流程工程决策。随着物理AI高品质仿真数据能力的持续构建，国产工业仿真软件在高端装备制造关键仿真环节具备不可替代的国产替代价值。
