炎核CAX开源开放平台再添双引擎
2026-09-10 作者:数字仿真网

20269月,炎核CAX开源开放平台宣布再添两大自主研发引擎——大连理工大学贡献的隐式CAE求解器“LSNCOpt”优化求解器同步上线。两枚引擎均以国产计算力学软件平台SiPESC为技术底座,前者补齐复杂工程结构稳定求解能力,后者面向大规模非线性约束优化,形成分析优化协同双引擎,为国产有限元软件自主可控再添底气。

 炎核CAX平台分析优化双引擎(示意图) 

事件速览

· 事件:炎核CAX新增隐式CAE求解器“LSNCOpt”两大求解引擎并正式上线;

· 贡献方:大连理工大学(工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室团队);

· 技术底座:SiPESC平台,承载单元库、数值算法、工程数据库与插件扩展;

· 隐式CAE求解器:面向大规模有限元模型管理及线性、非线性求解,覆盖结构静力、自振、频响、响应谱、随机振动、屈曲和热分析;

· 平台背景:粤港澳大湾区国家技术创新中心打造,开源开放汇聚高校、实验室与领军企业成果。

一、双引擎之一:隐式CAE求解器——复杂工程结构如何稳定求解

隐式CAE求解器是本次上线的第一枚引擎,由大连理工大学贡献,面向大规模有限元模型管理以及线性、非线性求解。其对外产品名称为隐式CAE求解器,而SiPESC则是承载单元库、数值算法、工程数据库和插件扩展的平台基础——求解能力并非孤立的单点功能,而是建立在成熟国产有限元平台之上的完整体系。

从功能覆盖看,该求解器覆盖结构静力、自振、频响、响应谱、随机振动、屈曲和热分析七类能力,横跨静力、动力、稳定与热分析全谱系,可满足复杂装备结构在强度、刚度、振动特性、稳定性与温度场等方面的校核需求。航天飞行器结构、轨道交通装备、能源电力设备等多工况、多载荷仿真场景,正是其典型用武之地。

针对复杂工程模型的规模化挑战,求解器通过多核与分布式并行模块提供服务,将大规模有限元计算任务分解到多计算资源上协同完成,在保证求解精度的同时提升计算效率,为大规模自由度模型的高效求解提供国产化路径。

  隐式CAE求解器功能覆盖(依据炎核CAX官网整理,示意图) 

二、双引擎之二:LSNCOpt——面向大规模非线性约束优化

与隐式CAE求解器同期上线的第二枚引擎是LSNCOpt。从命名看,LSNCOptLarge-Scale Nonlinear Constrained Optimization(大规模非线性约束优化)求解器,核心面向工程设计中普遍存在的大规模、非线性、带约束的优化问题——这类问题在结构轻量化、参数寻优、多学科协同设计等场景中高频出现,也是国产优化求解能力长期被关注的领域。

LSNCOptSiPESC平台的优化体系一脉相承。SiPESC.OPTSiPESC平台的多学科优化设计软件,已具备丰富的优化算法、试验设计算法、近似模型算法,以及不确定性传播估计与鲁棒性优化设计能力,支持搭建复杂优化任务流程与多学科优化任务流程。LSNCOpt作为面向大规模问题的优化引擎加入炎核CAX,与隐式CAE求解器形成先分析、后优化的完整闭环:前者负责算得准,后者负责寻得优。

就应用方向而言,LSNCOpt可服务于结构轻量化设计、尺寸与形状参数优化、材料布局寻优、多学科协同优化等任务,与平台前处理、网格、求解器及后处理模块协同,构成面向工业场景的仿真优化一体化链路。目前公开渠道关于LSNCOpt的详细规格介绍有限,以上信息基于其命名规则与平台技术背景梳理,具体功能清单以炎核CAX官方发布为准。

1 双引擎能力对照

维度

隐式CAE求解器

LSNCOpt

引擎类型

结构有限元分析求解

优化求解

面向问题

大规模有限元模型管理,线性/非线性求解

大规模、非线性、带约束优化问题

功能覆盖

结构静力、自振、频响、响应谱、随机振动、屈曲、热分析

优化算法与任务流程(与SiPESC.OPT体系协同)

并行能力

多核与分布式并行

依托平台并行支撑协同

技术底座

SiPESC有限元平台

SiPESC优化体系

典型场景

强度/刚度/振动/稳定性校核

结构轻量化、参数寻优、多学科协同优化

三、SiPESC:四十年传承,筑牢国产有限元底座

两枚新引擎的共同底座,是国产计算力学软件平台SiPESCSiPESC全称Software Integration Platform for Engineering and Scientific Computation(工程与科学计算集成化软件平台),由大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室(前身为工业装备结构分析国家重点实验室)研发,是继结构有限元分析与优化软件JIGFEXDDJJIFEX之后的新一代计算力学软件平台,凝结了团队数十年的研发积淀。

在架构上,SiPESC采用平台(微核心)+ 插件的开放式体系结构:平台内核保持轻量稳定,各类分析、优化功能以插件形式动态挂载,支持系统功能的持续扩展;配套的大规模工程数据库面向多类型数据与大数据块(如有限元总刚度阵)提供统一的存储、管理与检索能力,与隐式CAE求解器面向大规模模型的定位高度契合。

在核心能力上,SiPESC.FEMS通用结构有限元分析求解器提供杆、梁、膜、板、壳、实体等100种以上单元类型,支持主从约束、刚臂、耦合方程等多点约束处理;非线性分析模块覆盖几何非线性、材料非线性、非线性热传导与热力耦合分析,支持隐式/显式非线性动力求解,计算精度与速度达到国外同类商业软件水平。正是依托这样的单元库、算法库与数据管理能力,隐式CAE求解器与LSNCOpt得以快速上线并保持工程可用性——这就是“SiPESC筑牢国产有限元底座的内涵所在。

SiPESC“微核心+插件平台架构(依据公开资料绘制,示意图)

四、开放生态与未来展望

炎核CAX开源开放平台由粤港澳大湾区国家技术创新中心工业软件产业发展中心打造,定位为响应国家自主可控战略、破解国产工业软件发展困境的开源平台。平台以开源开放的模式,汇聚并整合国内顶尖高校、重点实验室及领军企业的核心技术成果,系统性应对我国仿真领域长期面临的技术封锁难创新、研发艰难效率低、资源分散缺协同、生态薄弱难竞争四大痛点。双引擎的加入,正是这一模式持续发挥效力的最新例证。

从生态看,炎核CAX官网公开的合作伙伴已覆盖高校、国家级科研平台与产业力量,包括大连理工大学、工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室、星派仿真、国家超级计算天津中心、爆炸科学与技术国家重点实验室、中国航天软件(神软)、十沣、北京理工大学、杭州电子科技大学、中国科学院数学与系统科学研究院、科学与工程计算国家重点实验室、澎峰科技、数舟科技等,产学研协同的生态版图日渐清晰。

从平台能力看,炎核CAX已形成高效智能重构平台、多内核CAD&CAE开发平台、云化异构后处理平台、CAE全链路智能体等应用工具链,模块覆盖集成与自动化、仿真开发平台、前处理与网格、求解器与数学库、后处理软件、AI4CAX、仿真教育等环节。随着分析优化双引擎就位,叠加AI4CAX与智能体的智能化加持,平台正从可用稳步走向好用

对国产工业软件而言,底层求解器始终是绕不开的硬骨头。炎核CAX以开源开放的方式持续引入高校与科研院所的原创求解能力,让更多开发者、工程师和研究者能够基于SiPESC这一国产底座开展二次开发与工程应用,有望加速国产CAE从单点突破走向体系化协同,为高端装备研发筑牢自主可控的仿真基石。

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