工业|深不可测工业软件之谜( 七 ) cad|内燃机|林雪萍|工业|avl|软件

随着复合材料在工业化的更广泛应用，需要围绕复材进行结构设计、分析和尺寸优化。HyperSizer就是一款专业软件，它将数百种分析失效方法囊括其中。凭借着其快速的分析和复合材料优化能力，在国内外航空航天项目中起到至关重要的减重作用，例如洛马公司的高空高速侦察机SR71、格鲁门公司的全球鹰的机翼、空客A350客机的发动机短舱等，都使用HyperSizer软件。而中国商飞C919客机的复合材料后机身、中央翼、平尾和垂尾，也离不开这款软件。它最早起源于NASA兰利研究中心，这是一家气动研究和风洞而知名的实验室。游泳王子菲利普斯的大名鼎鼎的泳衣鲨鱼皮，其实就是诞生在这里。那是材料与仿真的一次完美体验。这种技术现在由美国Collier公司持有，能与常见的商用有限元软件相结合，对各个部件自动生成安全裕度报告。而这个案例，又是一个美国NASA基础研究向外扩散成商业化软件的典型。
而对于一个行业而言，往往采用了综合的软件体系。例如一个造船厂，会使用法国施耐德AVEVA这样的厂房设计软件（是的，设计一艘船，就是设计一个工厂，或者就是一个城市）。然后会采用西门子收购的CD-Adapco，旗下的通用CFD软件STAR CCM+，进行多面体网格划分和流体解析。这个软件从1980年开始，就跟湍流、热传递和氧化燃烧打交道。尽管有着这些巨头公司的工具，造船业仍然给很多不起眼的工业软件小公司，留下足够大的空间。比利时的NUMECA公司，依然可以为船舶与海洋工程打造的专业CFD软件包。这款软件包含全六面体非结构网格生成器HEXPRESS和功能强大的后处理工具CFVIEW，然后配上由法国国家科学院开发的不可压粘性流场求解器ISIS-CFD，可以用来模拟船舶周围的单流体和多流体流动。
这个公司是由布鲁塞尔自由大学系主任、流体力学科学家所创立的。他曾在80~90年代，为欧洲宇航局(ESA)所编写的空气动力数值求解器(EURANUS)。在此基础上，工程化软件和商业化利益随之而来。这让我们再一次看到，大学与工业界、国家研究经费与商业软件之间，有着如此顺畅而密切的通道。无论是在美国，还是在法国，以及比利时等欧洲国家，工业软件背后的国家基础经费的成果转化，可以说没有拖泥带水的。工业软件的知识产权输送，从大学院所到商业货架，就像是足球场的一记长传，然后就是射门。一起、一接、一射，就完成了所有的得分过程。这也正是国外软件，到处都充满了活蹦乱跳的小鱼小虾的原因。
每个赛道都有一个中国影子
一件有意思的事情是，往往国外有的软件，国内总会存在它的对标物。德国威图公司旗下的Eplan电气设计软件在电气盘柜上使用较多，而国内就有利驰电气软件相对应；国外有Sigmetrix这样的公差分析软件，国内就有河北明睿智能；面对国外三大电磁仿真软件，复旦大学孵化的EastWave的高频电磁仿真软件，也是勇敢地进行挑战。至于前面提到的德国dSPACE软硬一体的实时机，国内的经纬恒润也在做同样的工作，借助于汽车的电控时代而迅速崛起。瑞典的多物理场仿真的老牌明星Comsol，作为一个平台，近些年来积极进行无代码化开发APP。生成一个仿真APP，只需要几个小时。而清华云道智造的年轻团队迎头追赶，在互联网方面甚至走得更彻底。
即使在很小的领域，如湖南精益传动设计软件，就直接对标瑞士KISSSOFT、英国ROMAX、MASTA等这些国际知名的齿轮软件。安徽太泽透平，则瞄准了美国叶轮透平机械的CAE软件Concepts NREC。作为机器和流体的能量转换的计算软件，CN一直是旋转机械的执牛耳者。中国航空发动机研发一般用的都是CN设计软件。然而美国在授权使用的同时，则要求承诺不能用于军事用途。近些年美国工业软件一再收紧，这也给国内软件留下了发展机会。太泽透平则采用了软件和工程服务相结合的方式，通过采用了一体化设计平台，实现几何导入、存储、优化的一体化。在国内正在受到沈鼓、杭氧等大型工业压缩机的青睐，而在新能源领域，低温余热余温发电也同样带来新的商机。
这种有点”兵对兵，将对将“的挑战场景，十分常见。德国MagmaSoft铸造仿真软件，能够对铸造过程中的充型、凝固、冷却、热处理、应力应变等进行模拟分析。这可是早在1988年就开始发布的经典软件。但也不要紧，老爷爷级的软件，现在碰上了年轻的挑战者，清华大学科班出身的博士们创立了北京适创公司，正是为此而来，而且采用了更加灵活的SaaS订阅方式。
再说一点更偏门的，例如散料领域。听起来够陌生，其实它就在身边。如制药药剂，还有装载机挖的泥沙，都需要进行颗粒力学的仿真。这就是散料分析的范畴，它最大的特点，既有固体块状物，但同时还有流体特征。中国作为工程机械大国，三一重工、柳工机械等都少不了这种软件。德国Fraunhofer研究院SCAI研究所的流体和固体耦合MpCCI软件，从1996年开始就开始跟各个商业化软件合作，实现不同学科求解器的耦合分析。而北京合工公司开发的软件UninSim，就可以实现这一点，也可以进行燃油/液压油污染特性分析。

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