压铸作为一种先进的金属铸造技术在现代制造业中具有重要地位，能制造复杂几何形状和精密尺寸的零件。通过高压注入金属模具实现快速冷却和固化，提高生产效率，降低生产成本。特别适用于生产对强度、硬度要求高且轻量化的零件，如汽车零部件、电器散热器等。铝合金常用，其他合金也广泛应用。

    压铸市场正迅速扩大，2024年市场规模预计将达828.6亿美元，2029年预计将达1121.4亿美元，年增长率为6.24%。汽车行业对轻量化的需求是市场增长主要推动力之一。环保法规日益严格，企业需减少能耗和废弃物产生，实现绿色发展。

    压铸企业面临提高工艺以满足市场需求的挑战。仿真计算技术可优化生产工艺，通过模拟熔融金属流动和固化行为，提前预测和分析缺陷，减少试错成本，缩短研发周期，提高成品率，提高生产效率和经济效益。该应用旨在提供仿真计算能力，协助压铸企业优化生产工艺，提高成品率，实现经济效益提升。

    随着压铸行业向更大型、更复杂的一体化压铸件迈进，对CAE仿真技术的需求不断增长。大型压铸件的精确模拟需要快速计算速度和高准确性的求解器，挑战了软件工程、算法优化和架构设计的要求。由于传统单机版CAE软件受限于本地硬件资源，在处理大规模计算时存在局限，因此云端部署成为趋势。云CAE提供弹性计算资源，解决了本地资源瓶颈问题，但面临部署、前处理、后处理等方面的挑战，需要克服数据处理、渲染、作业调度、数据传输和故障处理等问题。有效的解决方案是设计高效的调度算法、提供高速数据传输和可靠的数据管理机制，以及建立健壮的故障处理系统。

1、高性能CAE算法

    适创科技多年深耕材料加工领域，围绕铸造、注塑等领域开展了多年的技术攻关，在该领域具有深厚的高性能CAE算法开发能力。团队围绕流体、固体、传热和微观组织场等领域都开展了相应的研究工作并完成商业化落地，可以实现跨尺度、多物理场的耦合仿真计算；完全自研的CAE算法底座，底层代码高度自主可控，不受外部环境影响；算法支持大规模高性能计算，支持MPI/OMP混合并行、GPU并行，可部署在大规模计算集群并完成数十亿甚至数百亿单元的CAE仿真计算，综合并行效率可达75%以上；在长达数年的商业化落地应用中，CAE算法经过了近万家用户的检验，算法稳定可靠，准确性好，置信程度高。

    智铸超云是全球首款采用LBM算法的流体仿真软件，可精准计算复杂形状铸件的紊流充型过程，高度还原真实流态。同时采用工艺导向的循环铸造模拟和基于反算模型的界面换热系数，计算精度达到99%。

    智铸超云采用自适应多层局部加密（AMR）网格算法，大大降低网格剖分操作难度，用户只需输入最小网格尺寸，系统根据模型结构进行局部网格加密。拥有行业最快的网格剖分速度，亿级网格剖分速度可达到秒级。

2、全自动多层局部加密网格剖分

    压铸仿真为典型的“流-热-固”多物理场耦合计算分析，其所需网格规模通常以亿计量，本软件中采用了GPU+CPU异构并行的块结构自适应多层网格局部加密算法，基于此算法架构，实现了计算资源的并行分配和网格的动态划分，在保证网格精度前提下，可大幅降低总体网格规模，提高计算效率。

    建立多层网格架构可通过特定加密判据自动构建网格尺寸的层级结构，只在界面处或场变量变化快的地方使用细网格，而在其他地方使用粗网格。从最粗层开始，一旦建立细网格判据被满足，网格则被划分。子网格通过将母网格二等分产生，并采用集群算法对标记后的网格进行集群操作，使其合并为一个“集群块”。每个集群块中的网格尺寸相同。网格标记过程重复执行直至到达最细层（即最顶层），也就是无法再分的叶层。

    通过以上网格架构方式，可将整个计算域按照网格层不同的粗细粒度分解为多个负载均衡的集群块结构，每个集群块结构由单个CPU核心负责计算，块结构之间采用MPI进行消息交换。单个块结构内物理场数据映射到GPU单元上实现并行加速求解，该架构可充分利用超级计算机单节点高速计算和节点间高速通讯的架构优势，以及GPU高带宽、大吞吐量、大规模的数据流并行处理方面的优势。

3、基于有限元网格的应力应变求解

    在应力分析模块，智铸超云采用基于STL模型的有限元网格剖分，使得求解器的稳定性很高，厚度小于0.1mm的内浇口，也能保证三层以上的网格量。在整体计算流程中，将凝固计算过程中的温度场差值传递到应力场，可以计算模内冷却、顶出变形、浸水冷却、去渣包浇道四个阶段并输出仿真结果，整个过程全部智能化。

4、行业领先的CAE云原生架构

    适创科技经过近多年的技术积累，具备行业领先的云原生架构能力。目前已经打通国家超算、阿里云、华为云、AWS 等多个公有、私有云，且支持混合弹性部署，可以轻松实现大规模并发调度；经过多年迭代，在近万家的企业用户使用过程中，架构渐趋成熟稳定，目前平台计算稳定性已达98%以上；借助数据极限压缩、流式加载、函数计算等云计算专属的创新性技术底座，平台可以实现10亿级网格的秒级实时渲染、秒级刷新响应，克服了大量云原生场景下的技术难题，综合用户体验显著优于本地部署方式。

云原生架构的SaaS化平台，优势在于可以无上限的集中调用云端资源，可在7小时完成亿级网格量计算，42小时完成3亿网格量计算。是传统软件计算速度的10倍。 

5、高性能的云原生渲染引擎

    云原生框架下需要搭建基于云原生的渲染引擎。为了提高用户使用过程中的显示体验，智铸超云研发团队自主打造了一套高性能云原生渲染引擎。该引擎可以实现结构化网格、非结构化网格、面元网格、nurbs 曲面网格等不同网格结构的显示，显示方式灵活；对结构化网格做了特殊优化，可以实现最高数亿甚至数十亿网格的实时显示渲染；引擎同时支持 CAD 模型，可辅助实现在线实时设计仿真。

    未来压铸行业的CAE仿真技术将迎来显著的进步和创新，以解决当前面临的挑战并推动行业的发展：

    未来的CAE仿真技术将更强大、智能和易用，为压铸行业提供高效、经济、环保的生产方式，推动行业的发展和技术创新。超算互联网将为仿真技术的发展提供坚实基础，拓展应用领域，促进人类社会的进步。