海洋船舶

行业挑战

多尺度与算力矛盾

水介质湍流多为高雷诺数（10E6至10E7量级）需同时解析毫米级近壁边界层与米级远场尾流多尺度流动。传统 RANS 模型简化处理丢失细节，壁解析 LES 需极细网格（如y+≈1），导致网格量激增（典型潜艇仿真需 1 亿级求解点以上），需顶级超算持续运行数月，硬件与运维成本高昂，迭代优化困难

时空解析不足

水介质声速约 1500m/s（远高于空气），脉动压力信号时间尺度极短（微秒级），传统 RANS 方法因时间平均无法捕捉高频脉动；流动噪声与涡脱落、压力脉动强相关，高声速下噪声源空间分布更分散，需高时空分辨率解析。现有方法因分辨率不足，噪声预测误差极大，难以满足潜艇等降噪需求

系统级仿真缺失

船舶动力系统涉及螺旋桨 - 船体耦合、推进器 - 附体干扰、多相流（如空化与湍流耦合）等多物理场交互。传统仿真仅局部分析单一部件，无法考虑系统级耦合效应。此外，泵喷推进器等复杂流动需多尺度仿真，传统软件计算量随尺度跨度指数增长，多场耦合需人工接口，系统级协同优化难以实现

数值模拟的精度局限

空化是水介质典型气液两相流动，涉及气泡生成、溃灭瞬态过程（微秒级），伴随高压脉冲（108Pa）与局部高温（数千 K）。传统方法采用经验空化模型（如 Zwart-Gerber-Belamri），无法准确捕捉气泡动力学及与湍流的耦合；相界面剧烈变化对网格适应性要求高，现有技术易因界面变形导致计算发散。工程中，空化起始位置、溃灭强度等参数预测误差常超 30%，制约减阻降噪、材料抗蚀设计

方案介绍

秩益科技自主研发的工业仿真软件 DIMAXER 依托创新算法与高效计算框架，提供覆盖大规模（百亿自由度）计算场景下的
“前处理 - 求解 - 后处理” 全流程的高精度、低成本船舶及水下领域解决方案，助力水下航行器设计优化、噪声控制及复杂运动仿真。

方案优势

降本提效突破船舶湍流解析瓶颈

依托高阶 STE_KEP_FR 算法及 GPU 并行框架，采用无模化求解直接解析湍流精细结构，配合重叠网格生成方案（近壁区贴体结构网格 + 背景区笛卡尔网格）降低网格量，在计算成本相当的条件下大幅提升船舶与海洋工程领域湍流问题的解析尺度。

高精度湍流信息与复杂运动动态捕捉

通过无模化求解获得船舶流动问题的高精度湍流信息，借助噪声预报模块精准预报水下航行器非定常水动力与流噪声特性；结合静态 / 动态 IBM 算法实现船舶复杂运动（如鱼雷发射、多体耦合）快速仿真，捕捉脉动压力的动态变化规律及涡结构演化过程。

覆盖多设备，解析尺度升级

覆盖潜艇核动力系统（反应堆、汽轮机、泵阀等）多物理场耦合模拟，支持蒸汽发生器、冷凝器、泵阀系统等真实工程条件下的非定常两相流计算，同等计算成本下解析尺度提升 2-3 倍。

消除模型影响，提升空化模拟精度

具备基于均相流方程和界面追踪算法的均相流与精细两相流求解方案，支持导入自定义两相模型，提升空化等两相问题消模型影响，升空化模拟精度的模拟精度。结合核心算法在时空维度的高解析度，可以消除空化模型带来的模型数值影响，直接还原空化物理过程。

海洋船舶解决方案

实现大规模计算场景下的高精度仿真