PhysicsAI

数据驱动预测,加快工作流程

PhysicsAI 利用几何深度学习,从已有的 CAE 与 CFD 仿真结果中训练预测模型,可直接对新网格或 CAD 几何预测关键指标与完整场结果,帮助团队更快筛选设计方案。

注塑零件翘曲位移云图:仿真结果
仿真结果
注塑零件翘曲位移云图:PhysicsAI 预测结果
PhysicsAI 预测结果

注塑成型示例:最大翘曲度 2.971 mm(仿真)/ 2.908 mm(预测)。

数据驱动预测加快工作流程

AI 赋能驱动创新

从历史 CAE 数据生成快速预测模型,加速产品设计决策过程。

1 次测试数周 ~ 数月
→
1 次仿真数小时 ~ 数天
→
1 次预测数秒 ~ 数分钟
来自应用案例的时间对照
外部空气动力学
CFD Runtime750 min
→
ML Runtime3 min
注塑成型
注塑仿真~ 3+ hrs
→
PhysicsAI 预测~ 10 sec
训练数据来源
历史项目DOE单次设计(One-off designs)
核心价值

学习、预测、可信

学习

直接从几何与物理响应中学习,无需大量人工特征构造;无需进行模型参数化。

  • 无参学习,本地化模型训练,GPU 加速训练
  • 支持考虑形状、厚度、材料、边界条件以及外部输入参数变化的影响
  • 具备迁移学习能力

预测

把数小时的计算缩短为秒级判断,支持标量、矢量和三维场预测。

  • 快速实现实时云图、曲线、标量的预测
  • 支持静态云图的预测,也支持瞬态动画的预测
  • 在新的设计上(CAD 几何或网格)预测
  • 1 次预测:数秒 ~ 数分钟

可信

通过误差评估和几何相似度识别超出训练范围的方案,判断何时需要返回高保真仿真。

  • 用测试数据验证预测结果
  • 预测结果提供置信度例
  • 关键设计仍需高保真求解验证
适用情形

什么情况下适合使用 PhysicsAI

围绕结构、流体、热和制造等物理领域,把预测能力放进已有的仿真建模、设计探索与结果判断流程。

适合使用
1手上已有历史仿真数据如历史项目、DOE 结果,用来训练预测模型。
2设计探索阶段需要快速比较方案把数小时的计算缩短为秒级判断,帮助团队更快筛选设计方案。
3新设计与已训练的几何相近在新的设计上(CAD 几何或网格)预测,并通过几何相似度判断是否在训练范围内。
4关键方案可以用求解器复核预测用于设计探索和早期决策,关键设计仍需高保真求解验证。
需要回到高保真仿真
新设计超出训练范围几何相似度低时,预测不再可靠,应重新求解。
预测置信度偏低如机翼案例中置信度 0.5936 的预测,与真值的差异明显大于置信度 0.9995 的预测。
作为关键设计的最终判断关键设计仍需高保真求解验证。
工作方式

基于历史仿真数据的无参数云图预测

无参学习,本地化模型训练,GPU 加速训练。PhysicsAI 是加速层,不替代求解器。

01

历史数据

准备已有的历史仿真数据,如历史项目与 DOE 结果。

02

模型训练

训练几何深度模型:无参学习,本地化训练,GPU 加速。

03

验证

用测试数据验证误差与适用范围。

04

预测

在新设计上实时预测云图、曲线与标量。

05

求解器验证

对关键或低相似度方案做高保真复核。

加速层,不替代求解器。预测 → 判断 → 求解验证 → 数据回流
产品能力

几何深度学习:从已有仿真结果训练预测模型

数据

跨求解器数据复用

广泛的仿真结果格式支持,可直接读入 Abaqus、Ansys、LS-DYNA、Nastran 等求解器结果文件。

几何

面向网格与 CAD 的几何深度学习

在新的设计上(CAD 几何或网格)预测云图;支持考虑形状、厚度、材料、边界条件以及外部输入参数变化的影响。

结果

KPI 与完整场结果预测

可预测位移、应力、温度、压力、速度等;支持云图、曲线、标量,支持静态云图与瞬态动画。

可信

相似度与超范围识别

通过误差评估和几何相似度,识别超出训练范围的方案。

应用案例

PhysicsAI 应用案例

外部空气动力学

结果类型:压力云图(time_avg_pressure)。训练数据 12 组,测试数据 9 组;ML Runtime 3 min,CFD Runtime 750 min。

历史数据→训练 PhysicsAI→用测试数据验证→实时探索
12训练数据(组)
9测试数据(组)
外部空气动力学:时间平均压力云图(后视)
时间平均压力云图 · 后视
外部空气动力学:时间平均压力云图(侧前方)
时间平均压力云图 · 侧前方
CFD Runtime750 min
ML Runtime3 min

注塑成型:仿真结果与 PhysicsAI 预测结果

注塑仿真PhysicsAI 预测
最大翘曲度2.971 mm2.908 mm
最小翘曲度0.491 mm0.428 mm
时长~ 3+ hrs~ 10 sec
注塑零件翘曲位移云图:仿真结果
仿真结果
注塑零件翘曲位移云图:PhysicsAI 预测结果
PhysicsAI 预测结果

头碰冲击预测:测试集云图

测试集云图:PhysicsAI 预测与仿真真值对比。结果类型:位移,色标范围 0–90。

最大位移(Max)案例 1案例 2案例 3案例 4
预测68706582
真值89836784
头碰冲击预测:案例 4 预测
预测(案例 4)
头碰冲击预测:案例 4 仿真真值
真值(案例 4)

Physical AI 加速机翼设计

加速的设计流程。预测目标:位移。

历史数据→训练 PhysicsAI→用测试数据验证→实时探索
2000训练轮次(epochs)
0.5936置信度 · 测试案例 1
0.9995置信度 · 测试案例 2
最大位移(Max)预测真值置信度
测试案例 153.97551.4820.5936
测试案例 268.33968.7530.9995
机翼位移云图:测试案例 2 真值
真值(测试案例 2)
机翼位移云图:测试案例 2 预测
预测(测试案例 2,置信度 0.9995)
应用场景 · 学科中立

覆盖学科

结构疲劳碰撞流体传热电磁NVH电子制造工艺
主要特点

physicsAI 主要特点

  • 无需进行模型参数化
  • 通过对历史仿真数据的学习,快速实现实时云图、曲线、标量的预测
  • 支持静态云图的预测,也支持瞬态动画的预测
  • 广泛的仿真结果格式支持
  • 桌面级,本地化模型训练,支持 GPU 加速训练
  • 支持考虑形状、厚度、材料、边界条件以及外部输入参数变化对云图的影响
  • 在新的设计上(CAD 几何或网格)预测云图
  • 具备迁移学习能力
  • 功能持续更新中…

仿真结果格式支持

目前直接支持读入的结果文件类型如下;其他文件格式可借助转换工具处理。

Abaqus
odb
Ansys
rst, rth
LS-DYNA
d3plot, d3eigv
Nastran
op2, h5, xdb
Marc
t16
PAM-CRASH
dsy
Fluent
ensight
General
ensight, unv
常见问题

关于 PhysicsAI,您可能想知道

训练前需要做模型参数化吗?

不需要。PhysicsAI 是无参学习,直接从几何与物理响应中学习,无需大量人工特征构造。

训练在哪里进行?

桌面级、本地化模型训练,支持 GPU 加速训练。

可以预测哪些结果?

云图、曲线和标量,如位移、应力、温度、压力、速度等;既支持静态云图,也支持瞬态动画的预测。

可以考虑哪些设计变化?

支持考虑形状、厚度、材料、边界条件以及外部输入参数变化的影响,并可在新的设计上(CAD 几何或网格)直接预测。

支持哪些仿真结果格式?

目前直接支持读入 Abaqus(odb)、Ansys(rst, rth)、LS-DYNA(d3plot, d3eigv)、Nastran(op2, h5, xdb)、Marc(t16)、PAM-CRASH(dsy)、Fluent(ensight)以及通用格式(ensight, unv)。其他文件格式可借助转换工具处理。

训练数据需要多少?怎样判断数据是否有代表性?

取决于具体问题。外部空气动力学案例使用 12 组训练数据、9 组测试数据,并用测试数据验证预测结果。数据是否有代表性,可以先用一组已有仿真结果做适用性评估,申请技术评估。

预测结果可信吗?如何判断?

通过误差评估和几何相似度,识别超出训练范围的方案;预测结果同时给出置信度,如机翼案例中的 0.9995 与 0.5936。关键设计仍需高保真求解验证。

PhysicsAI 会替代求解器吗?

不会。它是加速层:预测 → 判断 → 求解验证 → 数据回流。先用预测快速筛选方案,再对关键或低相似度方案做高保真复核。

用您的历史仿真数据,评估 AI 预测能否落地

适用于设计探索和早期决策,关键设计仍以高保真求解验证。

AI场景评估