刷新国际已知同类仿真世界纪录!中国团队用全国产超算,完成6.774万亿网格的多喷口超声速射流高精度数值模拟,拿下全球已知最大规模超声速射流仿真案例,攻克重型可回收火箭尾焰干扰这一世界性流体力学难题,整套仿真完全跑在国产算力底座之上。
科研团队:中科曙光联合西安交通大学科研团队
首发日期:2026年10月7日至10日集中对外权威公开,10月10日多家科技媒体集中报道。
这次仿真依托全国产十万卡AI超集群曙光8000,完成33喷口环形阵列的三维高精度模拟,计算网格规模达到6.774万亿单元。很多人对这个万亿网格没有概念,咱们打个比方,这套网格就像是给火箭底部33股尾焰做了一次超高分辨率的全身CT扫描,把每一处气流、激波、高温区域全部精细拆分,捕捉到尾焰交汇、挤压、互相扰动的全部细节。
在重型火箭回收领域,33台发动机同时向下喷射,喷出接近2700摄氏度的超声速高温燃气。这些尾焰并不是互不干扰,它们会互相碰撞挤压,产生剧烈压力震荡和局部高温回流,轻则造成箭体剧烈震动,严重时会直接烧坏箭底结构,这一直是全球重型可回收火箭研发公认的硬核难题。实物热试验成本极高,而且传感器很难钻进尾焰内部捕捉完整流场数据,很多关键细节根本测不到,过去全球科研人员都只能依靠简化模型粗略估算。
放到全球横向对比,在本次成果发布之前,国际上同类型多喷口超声速射流高精度仿真,网格规模远低于6.774万亿单元。国外同类大规模仿真,大多需要依赖海外顶级超算芯片与配套软件。而这次中国团队,在国产异构计算平台上完成全流程仿真,团队自主研制高精度求解器,针对国产芯片架构专门优化算法,在近10万张国产智能芯片并行运算下,实现超过99%的弱扩展计算效率,填补了国产高端计算平台在多喷口超声速射流超大规模高精度模拟领域的空白,证明国产算力已经能够支撑航天领域这种极限规模的流体仿真任务。国际流体力学与航天领域同行高度关注这项成果,这套仿真方案为全球重型多发动机可回收火箭的尾焰研究提供了全新参考范式。
这项成果的核心应用场景,首先就是重型可重复使用运载火箭研发。在建造实物火箭、开展昂贵的点火回收试验之前,科研人员可以在超算上提前完成大量数字试验,预判尾焰带来的高温、压力冲击风险,反复对比箭底结构、防热材料的不同设计方案,大幅减少实物试验次数,降低研发成本,提升火箭回收的安全性。除火箭回收之外,这套超大规模超声速射流仿真能力,还可以用于高超声速飞行器、多喷口推进装置、航天发动机集群的流体研究,给各类先进航空航天装备的设计提供高精度数字试验手段。
在高性能计算赛道,我国国产超算软硬件生态持续领跑。在航天、流体、能源等工程仿真领域,国产异构算力平台的应用占比持续提升,越来越多过去只能依靠海外算力完成的超大规模科学计算,现在都可以在国产系统上独立实现,逐步摆脱高端工程仿真领域对海外算力与仿真软件的依赖。本次仿真只是曙光8000国产超集群的其中一项应用,该平台目前已经适配近200项行业应用,覆盖三十多个科研与工程领域。
图1:曙光8000国产异构超算集群机房实拍。图片来源:中科曙光公开素材,仅用于科技科普。
图2:33喷口超声速射流高精度数值模拟流场可视化图。图片来源:中科曙光、西安交大联合科研公开素材,仅用于科技科普。

