天河算道论坛：高端装备复杂流场CAE技术发展创新论坛-专家精彩报告回顾（一）

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本期解读上海交通大学船海计算水动力学研究中心主任万德成教授题为“高端装备复杂流场CAE发展现状及在船舶海洋工程中的应用”的报告内容。

万德成，长江学者特聘教授，上海交通大学船海计算水动力学研究中心主任，主要研究方向为计算水动力学先进数值方法。自主研发了船海水动力学软件系统，获国家专利6项，软著30项，发表论文500余篇，入选2018、2019年全球高被引中国学者，先后主持三十多项国家科研课题。

一、国内外船海复杂流场CAE软件发展现状

复杂流场CAE软件已经成为空天海洋高端装备研发的必备手段。

国外船海流场CAE软件起步较早，发展更为成熟，其功能强大、界面友好、生态完善，目前在我国几乎处于垄断地位。

国内流场CAE软件起步较晚，尚处于初期发展阶段，在功能上不足以覆盖高端装备极端条件下的设计需求，且软件界面粗糙，应用生态基础差。因此，大力发展自主船舶工业软件，对于推动船海复杂流场CAE软件的自主研发，打破国外软件和技术的垄断，具有十分重要的意义。

国内复杂流场CAE软件发展现状和不足

二、国内复杂流场自主CAE项目研究

针对上述挑战，上海交通大学、招商局重工、国家超级计算天津中心等十家单位联合承担了国家重点研发计划“高端装备复杂流场自主CAE一体化平台”项目的研究工作。

高端装备复杂流场自主CAE一体化平台项目简介

该项目面向高端装备在极端条件下流场模拟需要，进一步突破国外技术封锁，打造具有自主知识产权的高端装备复杂流场AHD-CAE一体化平台，实现CAE底层框架技术和软件研发应用方面上的创新与突破，提升我国工业软件自主化能力，最终形成完善的产学研应用发展生态。

三、CMHL研究中心自主CAE软件研发

一直以来，上海交大船舶与海洋工程计算水动力学研究中心（CMHL）瞄准学术前沿，致力于先进计算方法、高性能船舶与海洋工程复杂流场CAE软件自主研发、CAE软件在海洋装备优化设计与智能控制的研究工作。

船海复杂流场软件研发方案

船海CAE软件应用示范及可靠性分析

目前，CMHL研究中心在针对流场CAE软件研发中主要从三个角度展开工作：基于开源代码OpenFOAM开发、从底层架构完全自主开发和基于商业软件进行二次开发。

基于OpenFOAM和重叠网格技术的圆柱入水过程模拟

基于自主研发MLParticle-SJTU软件的不同斜升角楔形体匀速入水模拟

历经14年发展，CMHL研究中心已经研发了具有自主知识产权的网格类、粒子类、耦合类和优化类四大类CAE软件，取得30多项专利与软件著作权，发表学术论文500余篇，多次荣获国内外重要学术奖项。

CMHL研究中心自主研发CAE软件模拟

已经有几十余家院校、研究院所和企业在使用软件，并取得了较好的反馈。后续，项目团队将借助国家重点研发计划项目“高端装备复杂流场自主CAE一体化平台”的研究，全面推进自主CAE软件的研发工作，并重点开展软件平台的广泛推广与运营工作，形成典型应用示范。

面向船海工程复杂流场问题的CMHL研究中心自主 CAE软件系统

四、结束语

先进制造特别是高端装备制造，技术壁垒高、带动能力强，可显著提升一个国家或地区的核心竞争力，是各个国家和地区的必争之地，而复杂流场CAE软件已经成为空天海洋高端装备研发的必备手段。在当前国际大环境下，打造国家先进制造研发创新抓手，打破国外CAE软件商业公司筑起的技术壁垒，解决“卡脖子”的技术难题，发展自主可控的CAE软件平台已经迫在眉睫。

研发团队依托国家重点研发计划“高端装备复杂流场自主CAE一体化平台”项目，全力推动自主CAE软件平台的研发与应用，形成典型应用示范，共同为国产CAE软件发展而努力！