国产CFD软件发展挑战以及积鼎VirtualFlow介绍

近日，为落实《上海市促进工业软件高质量发展行动计划(2021-2023年)，聚焦重点行业和领域痛点问题，提升关键软件技术创新和供给能力,推动工业软件产品应用和产业生态建设更好支撑全市制造业数字化转型，《2023年上海市工业软件推荐目录》正式发布。由积鼎科技自主研发的多介质多相流分析软件CFDPro成功入选 。由此，积鼎科技的两款核心产品，CFDPro及通用流体仿真软件VirtualFlow 都已入选《上海市工业软件推荐目录》。

随着中国科技实力的提升和国家对自主可控工业软件的重视，国产计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）软件的研发与应用迎来了前所未有的发展机遇。CFD软件作为航空航天、能源动力、机械制造、医药环保等众多领域中解决复杂流体力学问题的重要工具，其自主研发对于我国科技创新战略具有重要意义。

政策驱动：近年来，中国政府出台了一系列政策鼓励和支持高端工业软件的自主研发，以减少对外部技术的依赖，增强产业安全和核心竞争力。这为国产CFD软件的研发提供了有力的政策保障和资金支持。

市场需求：随着中国制造业向高端化、智能化发展，对模拟仿真技术的需求日益增长，尤其在航天航空领域对高性能CFD软件有着迫切需求。此外，在清洁能源、汽车工业以及微电子冷却等领域，CFD技术也发挥着关键作用。

技术积累：国内科研机构及企业通过长期的技术攻关和产学研合作，逐步积累了丰富的数值计算方法、并行计算技术和网格生成算法等关键技术，为开发高效准确的国产CFD软件奠定了坚实的基础。

面临的难点：

核心技术突破：尽管国产CFD软件在部分功能上已经能够满足基础应用，但在一些高级算法如湍流模型、多相流模拟以及高精度边界条件处理等方面，与国际领先水平相比仍存在差距，需要持续投入研发力量进行攻关。

验证与确认体系：建立严谨、完善的CFD软件验证与确认体系是确保软件结果准确性和可靠性的关键。然而，构建大规模且覆盖各类流体流动场景的验证数据库是一项艰巨的任务，也是国产CFD软件亟待完善之处。

生态建设：国际主流CFD软件通常拥有庞大的用户群体和配套服务生态系统，包括丰富的预处理器、后处理器以及与其他设计与分析工具的集成能力。国产软件要在市场中立足，除了软件本身的质量外，还需构建健全的上下游产业链和技术服务体系。

人才储备：高水平CFD软件研发不仅需要扎实的流体力学理论知识，还需要跨学科的编程、高性能计算及工程应用经验。因此，培养和引进相关领域的复合型人才成为制约国产CFD软件发展的瓶颈之一。

在国产CFD软件蓬勃发展的背景下，积鼎科技的VirtualFlow作为一款自主研发的通用计算流体动力学仿真软件，凭借其优秀的技术实力和丰富特色的功能模块，有力地推动了中国自主可控CFD技术的发展进程。以下是VirtualFlow的主要亮点：

创新网格技术：VirtualFlow采用先进的网格建模与求解技术，能够高效处理复杂几何结构并生成笛卡尔网格，通过快速的网格划分算法，显著缩短前处理时间，相较于同类产品表现出明显优势。

多尺度多相流模型：突破性地支持不同尺度、多种流型下的多相（包括三相及以上）流体计算，拓宽了CFD应用范围，充分满足国防军工、核电能源等行业中高度复杂的流体模拟需求。

全面丰富的相变模型库：内置多个行业适用的相变模型，尤其是独特的冷凝模型，在工程实际问题的精确计算上展现出了强大的专业能力。

高性能计算：集成Level-Set方法实现高精度两相界面追踪；同时运用超大涡模拟技术，兼顾湍流计算的精度与效率，并结合进化遗传算法实现自动化参数寻优，大大提升了大规模并行计算（支持不低于1000核）的能力。

严格验证与用户友好体验：VirtualFlow拥有近1000个测试案例及验证数据库，确保软件的鲁棒性和可靠性。此外，配备易用且完善的前后处理模块，不仅提供内置前处理器，还兼容第三方软件后处理，为用户提供了一站式、专业级的流体仿真解决方案。

上海积鼎信息科技有限公司（简称：积鼎科技）自2008年成立以来，一直致力于自主研发拥有完全自主知识产权的流体仿真软件。其目标是构建功能强大且操作友好的国产流体仿真平台。历经十多年的深厚积累和在CFD（计算流体动力学）仿真技术研发及应用领域的不断耕耘，该公司所研发的通用型以及面向特定行业的专用流体仿真软件，在前处理技术、流体动态分析能力及后处理功能等方面均展现出显著的竞争优势，逐步打破国外同类产品的市场垄断格局。目前，产品和服务已广泛应用于航空、航天、船舶制造、兵器工业、核能产业、石油化工、水务工程、汽车制造业、电子科技等多个关键领域。

审核编辑 黄宇