中國航天的成功，離不開無數航天工程師的努力和堅持，是他們把航天任務變成現實并成功完成階段性技術的突破。當然，成功的背后也少不了科技力量的默默付出。理論物理、高能物理、地球物理及天體物理提供了基礎計算數據；大氣環流及災害預測是最佳發射時間選取的重要組成因素。

除此之外，

高性能計算領域內的技術起到了舉足輕重的作用。

人工智能

解決了航天飛行任務規劃中涉及較為復雜的邏輯推理和眾多的約束條件。

材料分析

對航空航天器的制造有著重要作用，直接關系到整個探索任務能否順利完成。

仿真模擬

縮短了航天器的制作時間，使得連續發射成為可能。

本文將重點和大家聊聊航天、仿真模擬和云計算之間的關系。

航天、仿真模擬和云計算

航天器在宇宙空間中長期處于高真空、強輻射、失重的環境中，有的還要返回地球或者其他天體上著陸，經歷的環境相當復雜及惡劣。

為了保證航天器中的機械零件不會出現問題，需要不斷做實驗才能得到確切的結果，傳統的實驗數據需要科學家付出大量的精力來演算，但是這樣做

既費時又費力，也需要極大的資金支持。

在這種情況下，人們想到了計算機，因為計算機不僅計算速度快而且有著高精度。后來還出現了

專門用于仿真模擬的軟件

來模擬航天器發射之前各種可能出現的狀況。

比如有限單元法首先是應用于航空工業中結構的力學特性分析。發展至今天，已成為工程數值分析的有力工具。現在的有限元分析軟件在航天領域發揮了重要作用，不僅可以進行結構的靜力學和動力學分析，也可以計算結構在熱載荷和聲載荷等作用下的應力應變分布情況。

有限元單元法的基本思想是將一個結構或連續體的求解域離散為若干個子域，并通過他們邊界上的節點相互聯結成為組合體。使用每一個單元內所假設的近似函數來分片地表示全求解域內待求得未知場變量。

以衛星結構來說，每顆衛星都設有結構分系統，衛星結構的主要功能包括承受載荷、安裝設備和提供構型3個方面。在滿足衛星結構、機構的功能要求和一般機械構件設計的特征外，還需要滿足6大設計特點，分別是盡量減小質量、利用有限容積、突出剛度設計、適應空間環境、保證高度可靠及滿足一次使用。

復雜的環境、高精度的設計及反復的實驗，這其中的計算量可想而知。

隨著技術的進步和對宇宙更深的探索，仿真模擬對計算資源和軟硬件配置的需求急速增長。

算力成為支撐仿真模擬的核心力量。

而在本地算力資源不足以支撐如此海量的計算量的情況下，

仿真模擬已進入以

云計算

為主導的世界。

通過云計算，可以在有限成本內，應用強大的硬件體系和豐富的軟件生態。對于仿真軟件來說，這可以極大程度地解決需要大量的數據處理、計算、存儲的問題。同時云計算平臺能夠大幅度地降低投入成本，不需要客戶花費大量的人力物力從 0 開始搭建。

北鯤云為HPC應用加速

北鯤云為工程機械、航空航天、汽車工業、新能源電池等領域的用戶提供專業的Cloud-HPC解決方案。目前已成功服務多家企業、科研所及高校。

某大型制造業公司正面臨著以下業務挑戰：

計算量快速膨脹，峰值需求超過平時2-3倍，本地資源池不能迅速滿足業務要求

總部與各分公司之間的異地管理、協同設計、數據共享以及業務流程和標準管理難

線下前后處理與到線上求解計算流程割裂

為了解決問題，該公司選擇了北鯤云超算平臺，北鯤云為該公司提供了

專業的Cloud-HPC行業解決方案

，方案優勢如下：

彈性計算集群, 支撐并行運算多個任務，每個任務使用超過200+CPU核心，可溢出超過10000CPU核心規模

線上線下協同，計算資源、作業、工作站、軟件許可證等統一調度

高達10PB的存儲規模可讓仿真結果永久保存，支持跨組織和地域合作共享，聯合設計和研發

支持使用云工作站進行CAE前后處理，可直接一鍵提交遠程求解

在北鯤云的助力下，該公司成功解決了資源峰值需求過載問題，避免了過度投資或者預估資源不足的情況，并且打通了CAE前后處理、計算求解和分析后處理全流程，加速處理復雜模型的仿真，

大大縮短了制作時間。

研發相同零件的總成本創新低。

云上高性能計算新引擎

北鯤云超算平臺不但節約客戶的成本，

還能幫助以往不可能實現仿真的企業應用仿真技術。

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審核編輯 黃昊宇