近日，電影《哪吒之魔童鬧?！窇{借其精彩的劇情以及震撼人心的特效在大銀幕上引發(fā)了視覺(jué)熱潮。全片包含1900多個(gè)特效鏡頭，其中流體仿真技術(shù)在多個(gè)場(chǎng)景中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，為觀眾呈現(xiàn)出了極具奇幻感的視覺(jué)畫(huà)面。

哪吒中的流體仿真奇觀

特效團(tuán)隊(duì)把混天綾當(dāng)作由大量粒子構(gòu)成的連續(xù)介質(zhì)，借助納維 - 斯托克斯方程來(lái)描繪其運(yùn)動(dòng)軌跡，從而達(dá)到了逼真的效果；依靠超級(jí)計(jì)算機(jī)的精準(zhǔn)模擬，將海水的洶涌波濤展現(xiàn)得淋漓盡致。而三味真火的特效則是通過(guò)粒子系統(tǒng)和渲染技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，生成了3.2億個(gè)獨(dú)立計(jì)算的火焰粒子。

除此之外，“洪流大戰(zhàn)”中千軍萬(wàn)馬如海浪般翻滾的宏大場(chǎng)面，涉及超過(guò)2億個(gè)虛擬角色的動(dòng)態(tài)模擬。制作團(tuán)隊(duì)利用分布式計(jì)算資源和集群仿真算法，將流體動(dòng)力學(xué)與角色運(yùn)動(dòng)軌跡結(jié)合，形成類(lèi)似“流體化”的群體運(yùn)動(dòng)效果。水墨渲染的云煙與粒子特效融合，既保留了傳統(tǒng)水墨的寫(xiě)意韻味，又通過(guò)數(shù)字技術(shù)強(qiáng)化了動(dòng)態(tài)張力，單幀渲染耗時(shí)達(dá)48小時(shí)，打造出令人驚嘆的視覺(jué)盛宴。

流體仿真的工業(yè)力量

相對(duì)于電影場(chǎng)景中的視覺(jué)效果和藝術(shù)表現(xiàn)，工業(yè)應(yīng)用更注重精確性和性能優(yōu)化，關(guān)注具體的流場(chǎng)參數(shù)分布，是現(xiàn)代工業(yè)研發(fā)和制造不可或缺的關(guān)鍵工具。

在工業(yè)領(lǐng)域，流體仿真技術(shù)也占據(jù)著極為重要的地位，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、能源、船舶、暖通空調(diào)、電子和醫(yī)療等多個(gè)行業(yè)，為優(yōu)化設(shè)計(jì)、提升性能、降低成本提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。接下來(lái)，我們通過(guò)安世亞太自主開(kāi)發(fā)的通用流體仿真系統(tǒng)PERA SIM Fluid，來(lái)看看一看工業(yè)力量中的流體仿真。

作為PERA SIM的核心模塊之一，PERA SIM Fluid采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）數(shù)值模擬技術(shù)，包含能夠精確模擬日常遇到的各種工程流動(dòng)問(wèn)題的求解器，提供可壓計(jì)算、不可壓計(jì)算、傳熱計(jì)算及多相流計(jì)算等功能，在工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。以下為一些行業(yè)里的應(yīng)用案例：

案例一：電子封裝模型進(jìn)行流動(dòng)散熱分析

利用安世亞太自主研發(fā)的仿真軟件PERA SIM Fluid對(duì)某電子封裝產(chǎn)品進(jìn)行流熱耦合分析，從幾何導(dǎo)入及修復(fù)開(kāi)始，到網(wǎng)格劃分、邊界條件設(shè)置，到最后結(jié)果后處理，演示了完整的仿真分析流程，得到了該產(chǎn)品在自然對(duì)流條件下的熱場(chǎng)分布。

案例二：汽車(chē)電子水泵進(jìn)行水力分析

該視頻使用PERA SIM Fluid仿真分析軟件展示了汽車(chē)電子水泵仿真的全過(guò)程。從導(dǎo)入幾何模型、對(duì)葉輪和蝸殼壁面進(jìn)行合理的邊界層控制，以生成高質(zhì)量多面體網(wǎng)格，在物理模型設(shè)置中選擇合理的湍流模型和給定邊界條件進(jìn)行電子水泵的流體水力分析。

案例三：船體靜水阻力仿真

該視頻利用PERA SIM Fluid軟件的VOF模型，對(duì)船體的興波特性和行駛阻力進(jìn)行了仿真，實(shí)現(xiàn)了從幾何模型處理、網(wǎng)格劃分、物理模型和邊界條件設(shè)定、求解及計(jì)算結(jié)果處理的完整分析流程，驗(yàn)證了軟件對(duì)多相流問(wèn)題的解算能力。

案例四：對(duì)迷宮式調(diào)節(jié)閥進(jìn)行流動(dòng)特性分析

該視頻利用PERA SIM Fluid對(duì)迷宮式調(diào)節(jié)閥進(jìn)行流動(dòng)特性仿真，得到了迷宮式調(diào)節(jié)閥內(nèi)部的流速分布、壓力分布和流體路徑，有助于識(shí)別可能的流動(dòng)阻塞和壓力損失區(qū)域，從而為改進(jìn)調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，確保其在實(shí)際應(yīng)用中的流量控制精度和效率。

案例五：汽車(chē)郵箱加注仿真模型設(shè)置和求解計(jì)算

該視頻展示了PERASIM Fluid的模型設(shè)置和求解計(jì)算功能，包括瞬態(tài)設(shè)置、浮力模型設(shè)置、湍流模型設(shè)置、多相流模型設(shè)置、邊界條件設(shè)置、求解器參數(shù)設(shè)置、初始化設(shè)置等，以及并行計(jì)算的功能。

仿真世界 數(shù)智未來(lái)

《哪吒2》中的流體仿真技術(shù)不僅為觀眾帶來(lái)了視覺(jué)盛宴，也讓我們看到了仿真技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中的巨大潛力。

安世亞太通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)，將仿真技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)和制造中，推動(dòng)了中國(guó)制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。正如電影中特效團(tuán)隊(duì)利用流體仿真技術(shù)創(chuàng)造出逼真的視覺(jué)效果一樣，安世亞太也在用自己的技術(shù)為中國(guó)的工業(yè)發(fā)展創(chuàng)造著無(wú)限可能。

未來(lái)，安世亞太將繼續(xù)深耕仿真技術(shù)領(lǐng)域，不斷拓展仿真技術(shù)的應(yīng)用邊界，助力更多行業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新發(fā)展。