
在数字驱动研发与运维的时代,仿真技术已成为探索物理世界的核心。然而,当创新速度要求以“天”甚至“小时”计时,传统的高保真CAE仿真,却因其固有的“重计算”模式,在多个关键场景中陷入窘境:
•系列研发困局:每当系列产品进行参数调整或型号拓展,你是否不得不重复运行冗长的全阶仿真,等待数小时甚至数天,拖累整体研发节奏;
•数据价值沉睡:海量的仿真历史数据,无法被有效提炼与复用,成为一座座未被挖掘的“数据坟墓”,价值白白流失;
•优化探索之殇:涉及多参数、多目标的设计优化与方案探索时,基于原生CAE软件的迭代仿真正在消耗大量的计算资源与工程时间,让“快速迭代”沦为奢谈;
•智能运维延迟:在预测性维护、在线诊断等数字孪生实时交互场景中,传统仿真动辄数小时甚至数天的计算延迟,完全无法满足“分钟级”乃至“秒级”的响应需求,致使数字孪生停留于静态展示。
这些痛点共同指向一个根本矛盾:对高保真结果的迫切需求与无法承受的计算时间成本。
Smart-ROM用AI重构仿真范式,它不仅仅是一个工具,更是一种全新的工作流程:通过智能学习历史仿真数据,自动构建高保真降阶模型(ROM),将原本需要数小时的物理场分析,压缩至秒级完成。
接下来,让我们一起剖析,Smart-ROM如何一步步将“秒级物理场分析”从愿景变为标准工作流程。
Smart-ROM降阶模型构建
Step1:样本空间构建
用户导入仿真数据并定义样本

图 仿真数据导入

图 导入数据查看
Step2:降阶模型训练
用户选择AI降阶算法和调参模式,支持算法超参自调优与用户自定义

图 AI算法超参自定义
Step3:降阶模型验证
对训练好的降阶模型进行验证,满足精度要求后进行封装与导出(exe、dll、FMU)

图 降阶模型精度对比

图 降阶模型验证
Smart-ROM功能特点
•丰富的数据接口
提供丰富多样的数据接口,仿真软件接口包含Fluent、Mechanical、Comsol、Abaqus、Infolytica、Nastran等,试验数据接口包含csv、txt等。
•适应不同类型、不同变量的模型降阶
支持结构、电磁、流体、热及多物理场耦合仿真模型的降阶,支持线性/非线性、静态/动态试验数据降阶。
•丰富的智能降阶算法
提供各种类型的智能降阶算法,包含克里金插值、径向基函数、深度神经网络、优化神经网络等,对不同体量、不同复杂度的仿真模型具备较好的适应性与泛化能力。
电力设备数字孪生场景的应用实践
在电力装备的智能运维领域,为实现对换流变压器套管运行状态的实时、精准洞察,某项目引入Smart-ROM,构建了基于仿真数据驱动的数字孪生体。通过采集历史仿真与工况数据,利用AI降阶技术,训练出秒级响应的高精度代理模型。该模型能够根据实时的负载率与环境温度(IoT数据输入),动态预测套管全空间的温度分布与机械形变,实现从“离线仿真”到“在线镜像”的跨越。

图 换流变压器套管数字孪生平台

图 基于IoT数据的温升和形变实时分析
•客户价值
秒级实时响应:结合AI降阶模型与高效渲染引擎,将传统需数小时的状态更新压缩至秒级,满足数字孪生对实时性的严苛要求。
多工况动态映射:模型具备对负载、环境温度等多参数变化的动态响应能力,实现状态同步映射。
全空间风险可视化:可实时追踪与定位热点、高应力区域,实现风险预警从“点监测”到“场感知”的升级,显著提升运维决策的主动性与可靠性。
结束语
仿真正在从研发的“后期验证环节”走向产品全生命周期的“实时决策核心”,打破速度枷锁成为迫切需求。Smart-ROM通过AI深度重构仿真工作流,将高保真物理场分析从“小时级”带入“秒级”,不仅彻底解放了研发环节的迭代效率,更让仿真模型得以无缝嵌入运维系统,赋能真正实时、交互、预测性的数字孪生。
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