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熙流数字CAE流体仿真软件

熙流数字 CAE 流体仿真软件(AEROCAE 气动咖)是自研国产 CFD 工业仿真工具,依托 LBM 与 GPU 架构实现高效流体数值模拟。主打新能源汽车气动仿真,覆盖飞行器、船舶、风电、建筑多领域研发,无需复杂网格划分,可测算风阻、散热、气动噪声,搭配高清后处理渲染,帮助企业缩减风洞试验成本,赋能产品优化设计。
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icon高端制造业的基础:工业软件icon

工业软件被称为工业皇冠的明珠,它不仅是提高生产效率和降低成本的工具,也是推动工业创新、维持竞争力和实现可持续发展的关键因素。

实现智能制造
工业软件是实现智能制造和工业4.0的关键,它支持自动化、人工智能、大数据分析等先进技术的集成。
全球化竞争
在全球化的市场中,拥有先进的工业软件可以提高企业的竞争力,帮助它们在国际市场上保持领先地位。
icon工业软件市场格局icon

我国工业软件市场几乎被国外产品全部垄断,随着国际形势的不确定性加剧和大国竞争的两极分化凸显,中国在高科技核心技术领域的安全性和可控性亟待解决。

 

 

icon什么是CFD/流体仿真?icon

流体仿真是指利用计算机仿真技术来模拟流体(如气体和液体)在不同条件下的行为。流体仿真(CFD)是典型的高端研发设计类工业软件,在工程应用和科学研究中具有重要的意义,并且有宽泛的应用领域,如飞行器设计、汽车设计、船舶设计、建筑设计、能源风电等。

流体仿真的作用

节约成本:
CFD流体仿真软件能替代传统高能耗高成本的风洞试验,在风洞使用支出上为客户降本增效。计算机仿真不仅可以降低物理原型的制造和测试成本,还可在计算机上完成更多轮次和类型的虚拟化迭代和修改,最终提供比风洞试验更加全面丰富的数据监测和分析。
预测和优化设计:
通过计算机仿真,用户可以在实物制造之前预测流体行为及模型受力情况,帮助工程师优化设计,提升设计效率和产品性能。
提高安全性:

在某些情况下,流体运动可能导致危险,如产生爆炸或危化泄漏。通过流体仿真,可以在安全的环境中进行测试和分析前述情况,以避免实际的伤害或损失。
复杂系统分析:
对于复杂的流体流动问题,如湍流、多相流、多孔介质流等,流体仿真提供了一种分析和理解这些现象的新路径。

 

icon相关市场规模icon
工业软件
中国泛工业软件规模2021年达到2,414亿元,年增长率(CAGR)达到14.2%。
高端工业软件(EDA,CAD,CAE)是我国35项卡脖子领域中尚未解决之一。
国家政策层面大力支持高端工业软件,”十四五”规划和二十届三中全会再次强调发展国产自主工业软件,国产化是必然趋势。
随着制造业的数字化转型和智能化升级,工业软件市场前景广阔国内外企业都在积极布局,以抓住市场机遇。
CFD流体仿真
CAE/CFD目前被国外巨头垄断95%份额,全球市场规模700亿,增速12.8%。
CFD开发需要交叉学科融合,还需要大量的工业数据进行对标和验证,是高门槛行业。
飞行器及汽车设计是CFD重点应用领域,这两个行业的高速发展对CFD提出了更高的要求。
CFD涉及多个物理场景,如空气动力学、水动力、噪声、传热等。
低空经济
低空经济是国家战略新兴产业,2023年市场规模5590亿元,同比增长33.8%,2026可达万亿规模。
2023年无人机规模达1264.3亿元,eVTOL规模达9.8亿元,同比增长77.3%,2026年将达到95亿元。
eVTOL是一个新兴方向,它集成了航空、电气、软件领域的最新成果,在其研发设计中工业软件扮演着至关重要的角色。
飞行控制器研发与设计
飞控设计是飞行器研发最核心的板块之一。
工业软件在无人机、eVTOL设计中对气动外形进行验证和优化,从而提高飞行器的气动性能和安全性。
现有气动力分析和飞控设计是线性工作流程,研发效率低。
高效飞控设计=实时流固耦合仿真+硬件在环控制。
业界缺乏CFD+飞行控制自动化平台。

 

icon产品系列-Aicon

Aerocae - UAS
低空飞行器高精度仿真版本,适用于多旋翼、固定翼、复合翼、倾转翼。

高精度 - 低成本算力下支持高精度计算
高难度 - 支持复杂流固耦合计算
高效率 - 瞬态计算比竞品快20~50x

核心技术能力
网格:性能领先的全自动自适应多分辨率网格构建技术。
性能:同时具备软件算法并行化和硬件GPU并行化计算。
模型:行业前沿的混合参数化壁面模型。
精度:行业领先的高性能高阶湍流自适应碰撞模型。
渲染:行业唯一同时保障物理精度和视觉效果的自研渲染引擎。

 

icon用户故事【一】icon

无人机气动设计
某龙头无人机厂商,使用Aerocae-UAS协助计算在不同方向来流下的整机受力情况,用于分析无人机在各种不同工况下的各轴力及扭矩,帮助其优化气动外形设计,达到更高的飞行效率和稳定性,延长飞行时长,并在极端情况下避免坠机。

空气动力学分析

动态耦合
旋翼机整机的复杂流场气动特性分析。
仿真精度
螺旋桨风阻,拉力,侧向力计算精度更高。
计算效率
某新型号飞行器瞬态计算效率提升30x,行业第一。

 

icon用户故事【二】icon

eVTOL
某头部eVTOL主机厂,采用Aerocae-UAS协助计算其桨叶的拉力及扭矩,更进一步计算不同姿态/来流/海拔工况下飞机整体拉力/扭矩/升力/阻力,并输出后处理可视化和高精度渲染结果。Aerocae-UAS极高的瞬态仿真效率可在有限时间内增加更多仿真频次,协助飞行器厂家快速优化外形设计,也减少试飞架次,大幅度降低了研发成本。

 

 

icon产品系列-Bicon

Aerocae-Robotics
飞行器实时流固耦合仿真+飞行控制版本,适用于多旋翼、固定翼、复合翼、倾转翼机型。

新范式 - 行业首推“气动外形-飞行控制”联合物理仿真

低延迟 - 200Hz高频率实时仿真

低门槛 - 飞控工程师无需CFD知识

核心技术能力
实时仿真:自适应动态区块化流体仿真,提升性能的同时更加易于快速开发,快速构建硬件在环(HiL)和软件在环(SiL)开发流程。
硬件加速:卓越的GPU高性能并行计算能力。
多机耦合:行业唯一同时支持多架飞行器流固耦合实时仿真。
极端场景:行业唯一可支持地效/顶效等特殊极端场景。

 

icon用户故事【三】icon

四旋翼飞控硬件在环
某无人机飞控新势力厂商,利用Aerocae-Robotics实时流固耦合仿真,实现硬件在环仿真实验,可以在仿真中验证硬件飞控算法与参数等。相比传统仿真,Aerocae-Robotics仿真能够还原复杂的流体现象,例如地效、墙效等,甚至可以进行多机实验,使得更智能、稳定、协同化的飞控算法开发成为可能。

 

 

icon产品系列-Cicon

Aerocae-AUTO
汽车高精度仿真版本Aerocae-AUTO,适用于轿车、SUV、MPV、皮卡,重卡等车型。

高精度 - 动态部件(车轮)精度更高

高效率 - 瞬态计算快20x,单显卡耗时仅5hr

超真实 - 后处理渲染达到影视级

气动噪声仿真 - LBM弱可压特性天然适合噪声计算

核心技术能力
网格:性能领先的全自动自适应多分辨率网格构建技术
性能:开创性应用“save-load流场初始化”技术及多分辨率初始化技术,大幅提升计算效率。
精度:行业前沿的混合壁面模型,高性能高阶自适应碰撞模型
渲染:行业唯一同时满足物理精度和视觉效果的自研渲染引擎
扩展:支持气动力、气动噪声、热管理、水管理等丰富场景。

 

icon用户故事【四】icon

新能源汽车
某大型车企量产车型开发中,使用Aerocae-AUTO进行空气动力学开发设计,通过高精度瞬态流仿真进行减阻设计优化的高频次迭代,快速达到了新车型的低风阻系数指标和续航里程要求,为车企大幅降低物理试验成本和人力成本。本车型风洞试验数据与仿真误差仅1.68%。

 

 

icon产品系列-Dicon

Aerocae
通用高精度流体仿真Aerocae,适用于能源,建筑,医疗等领域。

高兼容 - 复杂案例兼容性更高
高效率 - 瞬态计算快20x,单显卡耗时仅7hr

气动噪声仿真 - LBM弱可压特性天然适合噪声计算

核心技术能力
网格:性能领先的全自动自适应多分辨率网格构建技术
性能:开创性应用“save-load流场初始化”技术及多分辨率初始化技术,大幅提升计算效率
精度:行业前沿的混合壁面模型,高性能高阶自适应碰撞模型
渲染:行业唯一同时满足物理精度和视觉效果的自研渲染引擎
扩展:支持气动力、气动噪声、热管理、水管理等丰富场景

 

icon用户故事【五】icon

风力发电机
某高校课题组围绕风力发电机空气动力学AI模型开发,成功构建了高精度风机算例库。研究过程中,团队基于Aerocae平台开展了大规模高精度的瞬态流场仿真,高效生成了覆盖多工况的流场数据集有效驱动了AI模型的训练与迭代。验证了该“仿真+AI”融合研究路径的高可靠性与工程实用价值。

 

 

icon产品系列 - Eicon

 

 

icon流体仿真全过程竞品对比icon

 

 

icon其他应用领域icon
 
icon高精度-小球阻力危机预测icon

小球阻力危机预测
小球阻力危机Drag Crisis验证是评价流体仿真是否精准的经典算例,其尾部分离区一直是个计算难点,很多流体求解器在不同雷诺数下的表现都有所欠缺。
Aerocae在不同工况下计算结果和试验结果高度吻合。

 

球的阻力危机曲线预测
在20万到40万的雷诺数区间,小球受到的阻力急剧下降,相对现有的其他方法,Aerocae的仿真结果与实验结果更加吻合。
40万雷诺数小球
与其他方法相比,Aerocae得到的尾流形态与实验更加一致,计算得到的Cd值误差大大降低,并且Cd曲线震荡大幅减小。

 

icon高精度 - 飞机翼型验证icon
翼型验证
航空领域无论固定翼还是旋翼熙流数字都做了相应的标准模型测试验证,平均精度95%,达到业界先进水平。

O左右曲线图为NACA 0012翼型在不同雷诺数下,Aerocae的仿真结果。

 

icon高精度 - 飞行器及桨叶验证icon
 
飞行器及桨叶验证
0m/s风速工况下稳态计算已能满足大多工程应用要求,但是在有来流工况下,快速精准的流体仿真就颇具挑战。

左右曲线图为某桨叶在不同来流工况下不同转速的拉力/扭矩对比。

如图所示Aerocae在不同来流不同转速工况下,桨叶拉力/扭矩的仿真结果与风洞试验误差均在5%以内。
 
icon高精度-DLR-F11固定翼标模icon

高升力基准构型
由德国航空航天中心开发,是AIAA第二届高升力预测研讨会推出的基准模型。
Aerocae能够准确预测不同攻角下的升阻力特性。

 

 

icon高精度 - Robin直升机标模icon

桨叶-机身耦合
Robin直升机标模是用于验证CFD软件在复杂干扰流场中表现的标准算例,

Aerocae在旋翼流场模拟方面具备高精度与可靠性,为后续多旋翼仿真奠定基础。

 

 

icon高精度 - 汽车空气动力学验证icon

工业级仿真软件最关注的指标就是计算精度。Aerocae仿真系统在不同行业经过了3年的持续数据对标和软件校准,其中包括2个风洞4家车企和6家低空飞行器厂商,目前瞬态流计算精度已达到国内第一。

 
空气动力学仿真分析
Aerocae仿真结果与风洞试验结果的相对误差在2%左右。

与风洞试验结果具有高度一致性。

 

icon高精度 - 地面效应实时仿真icon

Aerocae-Robotics作为实时级双向流固聘合仿真软件,在具备极高效率的同时,通过独创的降阶耦合模型保证其有效精度,使其在主要物理参数方面能够匹配实验数值,在复杂流场耦合中,也能够保持可靠性与一致性。

 
地面效应拉力对照
Aerocae-Robotics进行四旋翼无人机地面效应仿真,在不同离地间隙、不同转速下,整机拉力均能匹配实验结果。

 

icon高精度 - 风力发电机标模验证icon

NERL5MW 风机标模是由美国国家可再生能源实验室发布的风机标准模型,是风力发电机空气动力学验证方面影响力最大,应用范围最广的风机标模之一。Aerocae通用仿真系统能够准确模拟不同风速,转速,奖距角等工况下的气动性能。

 

 

icon高复杂度 - 倾转翼eVTOL连续倾转过程仿真icon

Aerocae能够真正完成复杂的连续倾转过程全瞬态仿真,通过高效的重叠网格和浸没边界法技术,从而能够精确捕捉动态失速和升力迟滞环现象,减少传统倾转过程仿真用离散固定角度逼近连续过程的误差。

 

 

icon超真实 - 渲染引擎技术icon

工业+美学
丰富的后处理可视化,粒子效果、流线、截面云图、Q涡等
值面等;

高质量的可视化结果可以更加精确地捕捉湍流细节,帮助工程师进行流体分析;

真实感的渲染图片及高清视频,使客户更好的用于市场宣传和客户展示。

 

 

icon简单易用:一体化设计icon

在传统仿真过程中,前处理网格剖分是个耗时耗力的工作,占据整个仿真总时长约70%。
Aerocae对网格的兼容性很强,计算不易发散,同时还具备一键自动生成网格,减少90%的网格剖分工作量。

一键自动网格
Aerocae系统支持全自动多分辨率格点创建,一键进行仿真前处理,大大简化仿真流程。
兼容脏网络
Aerocae系统对仿真网格的兼容性高,在输入物体网格质量较低的情况下仍能提供稳定的仿真结果。

 

icon简单易用:高度自动化icon

简单易用:高度自动化
一直秉承以人为本的理念,希望在软件使用上能化繁为简,将很多人工处理都转化成计算机自动化生成
无论是仿真报告撰写,还是高清视频制作,或是多层网格生成,都可一键式操作。

一键输出仿真报告
Aerocae系统支持仿真完成后一键输出PDF结果报告,客户可及时查看各种数据结果及流场截面。
一键输出视频
Aerocae系统支持仿真完成后一键生成仿真视频结果,分辨率和帧率以及时长均可自定义。

 

 

icon熙流数字科技公司icon
全球领先的CAE/CFD 工业软件开发及技术服务商,旗下Aerocae"气动咖” 流体仿真软件是公司完全自主研发的核心产品。为了响应国家新能源汽车和低空经济战略,熙流数字同时在飞行器控制,人工智能方面也为业界提供产品及服务。

熙流数字深耕CFD流体仿真领域15年,拥有100%核心自主知识产权,在技术水平和工程应用方面全面对标西门子、Ansys、达索等海外巨头,为实现我国工业软件自主可控和解决关键技术限制贡献一份力量。

熙流数字采用前沿的LBM方法+GPU架构,在仿真精度、效率、易用性等多方面有明显优势,深受国内无人机及汽车行业龙头企业好评,同时海外客户也给予Aerocae系统高度的评价。

 

icon技术亮点icon
1、新一代CFD流体仿真技术
计算精度行业领先的国产瞬态流求解器
仿真性能顶尖的国产瞬态流求解器。
自研业界前沿的混合壁面模型。
唯一集成高精度自研渲染引擎的工业软件。
国内最成熟的自研LBM方法商业软件。
2、飞控设计新范式
业界唯一实时仿真CFD求解器
开辟流体仿真+飞控的联合设计新范式。
行内唯一支持多机流固耦合的实时仿真。
全面领先的低延迟技术。
解决复杂极端情况飞行控制设计难题。
3、技术创新
适用多场景:
气动仿真、风噪仿真、热流仿真
水动力、多相流
跨行业通用:
航空航天、汽车制造
建筑桥梁、船舶海洋、风电核电。
4、商业启航
已获取无人机龙头企业订单
已获取海外500强企业订单
已进行多家车企POC验证
已和头部eVTOL建立合作。

 

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