在制造業(yè)的數字化升級趨勢下，汽車制造、航空航天、高鐵交通、船舶工業(yè)等領域的制造業(yè)企業(yè)已廣泛采用工業(yè)軟件作為數字化和智能化進程中的核心組成部分，以提升設計能力和制造水準。然而，眾多工業(yè)軟件在軟件架構、計算效率、數據處理、人機交互、AI 應用等方面已經不能完全滿足當今制造業(yè)高速發(fā)展的需求。

熙流數字科技公司（以下簡稱為“熙流數字”）是領先的 CAE/CFD 工業(yè)軟件自主開發(fā)團隊及服務商，旗下 Aerocae“氣動咖”工業(yè)流體仿真平臺是熙流數字的核心產品，在 NVIDIA 計算平臺的高性能加持下，熙流數字幫助制造業(yè)企業(yè)客戶實現了高效、逼真、可擴展的工業(yè)流體仿真，進而大幅提高設計與研發(fā)效率。

新能源汽車時代下，工業(yè)軟件面臨全新挑戰(zhàn)

以汽車行業(yè)為例，傳統(tǒng)的“汽車三大件”（即發(fā)動機、變速箱和底盤）是車企以往關注的核心，但如今新能源汽車領域高速發(fā)展，工業(yè)軟件的應用場景也正在發(fā)生變化，風阻系數、汽車涉水、電池散熱等新的軟件應用場景帶來了更多挑戰(zhàn)。

在眾多車企紛紛轉向新能源汽車的過程中，新車型的研發(fā)周期也從過去的 5 年縮短到了現在的 18 個月，且研發(fā)成本控制變得愈加精細。為了簡化設計流程、縮短仿真時間并提升協作效率，車企需要采用新一代工業(yè)軟件系統(tǒng)，通過性能強大的硬件與功能完備的軟件來賦能研發(fā)與制造工作流。

NVIDIA 賦能熙流數字

Aerocae 工業(yè)流體仿真平臺

為了應對上述挑戰(zhàn)，熙流數字采用 NVIDIA 計算平臺來支持其工業(yè)平臺，為工業(yè)流體仿真的三個環(huán)節(jié)（前處理、求解器和后處理）帶來更高效率與更多功能。

前處理環(huán)節(jié)可視為仿真計算的準備工作，包含 3D 幾何處理和網格劃分等任務， 往往十分繁瑣且耗時。NVIDIA GPU 具備高內存且支持并行計算，強大的 CUDA Core 允許處理大型圖形、仿真和 AI 工作負載。Aerocae 采用了結構化的直角網格進行空間劃分并結合 AI 技術，簡化了該環(huán)節(jié)的人工處理量，最終實現快速自動化網格生成。相較于 CPU 解決方案，使用 NVIDIA GPU 的網格生成計算速度提升了約 30 倍。

求解器階段需要對物理問題進行數值計算，在 NVIDIA CUDA 架構的基礎上，Aerocae 選擇了較新的 LBM 方法作為底層方法，相對傳統(tǒng)的 FVM 算法，LBM 方法所需的格點數量更多，但每個格點的計算更為獨立，沒有全局依賴。NVIDIA 并行計算架構可以支持 Aerocae 在復雜計算工況下（動態(tài)耦合/氣動噪聲/多相流），實現高于傳統(tǒng) FVM 流體仿真軟件的 10~30 倍性能。

數值計算完成后，則進入了后處理階段，在此階段需要考慮如何呈現計算結果，常見的展示方式包括云圖、曲線、對比報告等。NVIDIA RTX GPU 具備強大的渲染能力并支持眾多渲染功能，例如：粒子追蹤讓 Aerocae 在仿真的同時可以生成體積煙霧，令用戶直觀地感受到仿真效果；NVIDIA 的全局光照（Global Illumination）和光線追蹤（Ray Tracing）技術等可以模擬光線的物理行為，進一步提升渲染結果的真實感；NVIDIA OptiX 引擎可用于加速光線追蹤算法，所具備的 AI 降噪器能顯著縮短渲染無噪點高保真圖像的時間。

實現高效率且可擴展的工業(yè)流體仿真

目前，由 NVIDIA 賦能的熙流數字 Aerocae 工業(yè)流體仿真系統(tǒng)已部署于多家車企的 POC 驗證及使用階段，實現了簡單的操作流程、多元化的功能模塊與超真實的后處理效果，不僅提高了工程師的效率，也有效促進了技術人員與非技術人員之間的精準溝通。

Aerocae 工業(yè)流體仿真軟件的全流程均基于 NVIDIA RTX GPU 及 NVIDIA 并行計算架構而設計，因此在復雜工況下的計算效率得到了大幅提升，用戶還可以進行方便快捷的 GPU 算力擴展。隨著 NVIDIA 技術的發(fā)展，工業(yè)流體仿真工作流將得到進一步迭代。

熙流數字創(chuàng)始人兼 CEO 牟熙表示：“Aerocae 工業(yè)軟件將見證新能源行業(yè)的持續(xù)迭代，并伴隨其共同成長，我們將致力于汽車流體應用場景的全覆蓋，助力車企在空氣動力學、氣動噪聲、水管理、熱管理、工業(yè)數字孿生等方面的長足進步。作為 NVIDIA 初創(chuàng)加速計劃會員，熙流數字獲得了市場、技術等多方面的支持。我們還獲邀參與了 2023 NVIDIA 初創(chuàng)企業(yè)展示活動，希望共同拓展更廣泛和深入的行業(yè)應用。”

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NVIDIA 初創(chuàng)加速計劃

NVIDIA 初創(chuàng)加速計劃（NVIDIA Inception）為免費會員制，旨在培養(yǎng)顛覆行業(yè)格局的優(yōu)秀創(chuàng)業(yè)公司。該計劃聯合國內外知名的風投機構，創(chuàng)業(yè)孵化器，創(chuàng)業(yè)加速器，行業(yè)合作伙伴以及科技創(chuàng)業(yè)媒體等，打造創(chuàng)業(yè)加速生態(tài)系統(tǒng)。能夠提供產品折扣、技術支持、市場宣傳、融資對接、業(yè)務推薦等一系列服務，加速創(chuàng)業(yè)公司的發(fā)展。

審核編輯：劉清