当中国高端工业软件被国外垄断时,我们如何突围?
全球95%以上的高端CAE(计算机辅助工程)软件市场长期被欧美企业垄断。这种依赖不仅带来高昂的使用成本,更在关键领域埋下“卡脖子”隐患。面对如此局面,中物院软件中心以“锐意创新引领前沿科技铸就智慧辉煌”为使命,在高性能数值模拟领域开辟了一条自主化道路。从核电站安全评估到航天器气动设计,他们如何用技术突破封锁?让我们从三个维度解码这场“国产突围战”。
1. 突破封锁:国产CAE软件如何重构行业标准?

在核电站安全模拟领域,传统软件对极端工况的预测误差率高达15%。中物院软件中心自主研发的“茉莉平台”通过多物理场耦合算法,将误差率压缩至3%以内。这一突破源自其独创的异构并行计算架构——该架构在成都分中心的实际测试中,成功实现每秒千万亿次浮点运算,支撑某型核反应堆压力容器裂纹扩展模拟,将原本需要2周的仿真时间缩短至8小时。
更值得关注的是,该平台已成功应用于50余家国家战略级单位,覆盖核电、航空航天等核心领域。例如在某型火箭发动机燃烧室设计中,茉莉平台通过高精度湍流模型,帮助研发团队提前6个月锁定最优结构方案,节省试验经费超2000万元。中物院软件中心锐意创新引领前沿科技铸就智慧辉煌的实践,让国产软件首次在关键指标上与国际巨头比肩。
2. 跨界融合:数值模拟技术如何赋能千行百业?

从北京海淀区的研发总部到成都双流区的应用分中心,中物院软件中心构建了“基础研究-工程转化-行业落地”的全链条创新体系。在船舶工程领域,其开发的流固耦合模块帮助某舰船设计单位攻克了螺旋桨空泡效应难题,使舰船噪声降低12分贝;在土木工程中,基于机器学习的地震响应预测系统,将某超高层建筑的抗震计算效率提升40倍。
这种跨界能力源于其独特的“模块化开发”模式。平台将物理建模、算法研究、性能优化等环节解耦为独立模块,允许不同行业用户像拼积木一样定制解决方案。例如某水利枢纽工程团队仅用3天时间,就通过组合现有模块搭建出溃坝灾害模拟系统,而传统方式需要重新编写数万行代码。这种灵活性,正是中物院软件中心锐意创新引领前沿科技铸就智慧辉煌的生动注脚。
3. 人才引擎:青年科研力量如何接续创新火炬?
面对每年超2000名申请者的暑期实习计划,中物院软件中心设计了“实战+导师”的培养机制。2023年,来自清华大学的实习生团队在导师指导下,开发出基于量子计算的热传导求解器原型,将特定场景的计算速度提升8倍。这种突破性成果的产生,得益于其“科研反哺教育”模式——所有实习项目均来自真实工程需求,学生可直接调用茉莉平台的百万行代码库。
更值得借鉴的是其人才留存策略:获得“秋招直通卡”的实习生中,75%选择毕业后加入中心。这背后是贯穿实习全程的能力图谱建设——从架构设计到质量测评,每个环节都对应明确的技能认证标准。正是这种“创新—育人—反哺”的闭环生态,让中物院软件中心锐意创新引领前沿科技铸就智慧辉煌的愿景得以持续落地。
站在国产工业软件崛起的转折点上
对于普通读者而言,关注国产CAE技术的突破可以从三个层面着手:一是通过“中物院高性能数值模拟软件中心”微信公众号跟踪最新开源工具包;二是参与每年暑期开放的实习计划(投递通道:www.caep-scns./career),在实践中理解数值模拟的核心逻辑;三是在日常工作中优先试用国产软件模块,例如茉莉平台提供的流体力学计算组件已对高校免费开放。
当每个个体都能成为技术自主化的参与者时,中国工业软件突破封锁就不再是遥远的理想。正如中物院软件中心用十年时间证明的:唯有将创新基因注入技术研发、行业应用和人才培养的每个环节,才能真正铸就属于中国的智慧辉煌。
--