近日，在以“汽车工业CFD软件技术研讨会”为主题的2024中国汽车工程学会汽车空气动力学分会青年精英学术沙龙上，软件学院季哲副教授团队发布了一款复杂流体环境高性能仿真软件PartoX。通过联合中国汽车工程研究院，结合其提供的应用场景和数据，PartoX可为新能源汽车水管理问题的有效仿真和计算提供有力支撑。
近年来，新能源汽车受到国家多项产业政策大力支持，实现了跨越式发展。发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路，也是新动能的重要支点。2012-2023年，我国新能源汽车销量从2012年的1.28万辆到2023年的949.5万辆，新能源汽车产业发展趋势整体向好，但是新能源车水管理问题日益凸显。
汽车水管理开发是一项以研究汽车在淋雨、涉水、泥水、雨雾、防水等工况下防水性能开发，是汽车性能开发关键指标，在各大主机厂突显出越来越重要的位置。针对这些问题，季哲团队与中国汽车工程研究院携手合作，针对水管理经典场景中的试验设定与仿真标准，使用PartoX软件进行了大量的标定工作，形成了与实际物理试验场景相匹配的材料库和降雨风洞来流条件，为车企水管理正向研发能力的建立打下了基础。
PartoX：一种面向复杂流体环境的仿真软件
PartoX是一种基于无网格方法的新型计算流体力学（CFD）仿真软件，通过借助GPU异构架构加速解算，其计算效率和基于CPU的传统CFD软件相比可提高1到2个数量级，可将计算时长从一周降低到数小时。PartoX采用完全自研的粒子生成模块，可以实现快速、自动化的前处理，显著降低工程师的前处理时长。通过集成复杂刚体运动模块、气动力瞬态耦合模块、表面张力/接触角/壁面粗糙度等丰富的物理模块，PartoX可以有效的处理广泛存在于陆地、空天、海洋领域中的复杂界面流动问题。目前PartoX已在国内多家主机单位开展验证和试用，被广泛应用于如飞机海上迫降、结构物出入水、车辆水管理、齿轮箱传动系统润滑、电机喷淋冷却等过程中存在的典型流动机理研究。
图1 应用领域
图2 一体化的建模分析
图3 高效的计算求解
图4 工作流展示
季哲，博士，西北工业大学软件学院副教授，硕士生导师，姑苏青年创新领军人才、江苏省“双创博士”，分别于2012年和2015年在西北工业大学航空学院飞行器设计系和固体力学系取得学士和硕士学位，于2021年在德国慕尼黑工业大学取得流体力学工程博士学位，先后曾在多家工业软件公司进行算法开发工作。季哲博士目前的研究方向为并行计算、力学分析工业软件、智能博弈与仿真、复杂流动问题，在大规模/多尺度/多场耦合数值建模和软件研制领域获得了多项创新性成果，在应用数学、计算机、数学物理等领域共发表SCI论文10余篇，主持国际会议 2 次，主持国家自然科学基金等科研项目12项。
（撰稿：张珂欣 审核：郭培荣）
