中国首个高速动车组空气动力学智能化仿真大模型问世

在高速列车研发领域，人工智能正在催发技术革新。2025年3月，中国高速动车组空气动力学智能化仿真大模型在青岛成功问世，推动高速列车气动仿真计算从“天级”提升至“秒级”，标志着中国高速列车研发迈入人工智能新阶段。

该大模型是在中国中车统一组织下，由国家高速列车青岛技术创新中心联合中车青岛四方机车车辆股份有限公司，基于中车斫轮大模型开发而成的。

在高速列车领域，空气动力学效应是整车设计的关键问题，直接影响列车的运行安全和节能环保，需要大量仿真分析、反复验证评估。

以“复兴号”研发为例，从概念设计阶段，就需对多种车头、受电弓、风挡等关键部件进行数百次气动阻力仿真分析，反复迭代优化列车外形。重点车型的外形方案，从概念设计到最终定型往往耗时数月乃至数年时间。

面对这一难题，大模型开发团队结合以往的高速列车研发和流体仿真经验，基于科学计算大模型框架，采用优化的几何信息神经算子、傅里叶神经算子等核心算法，运用海量数据对大模型进行训练，完成训练的仿真大模型能够替代传统的仿真建模方法，显著提升仿真效率。

大模型研发负责人表示：“传统的气动仿真方法计算量大、计算周期长，为了提高效率需要利用大量超算资源，导致仿真成本增加。现在，我们把仿真大模型训练好，既能满足仿真精度，又能缩短工作时间。目前，仿真大模型的平均预测误差约为8%，随着训练数据集的不断完善，后续大模型的预测误差会进一步降低，我们的训练目标是平均预测误差不大于5%。”

“秒级”计算，更高效

仿真大模型相当于研发人员的“超级计算器”，研发人员完成方案设计，直接将三维几何文件导入大模型，可10秒内获取气动阻力、表面压力等关键数据，并利用数据针对性地优化设计方案。这一大模型还能够支持多用户同时使用，能够同时优化多个设计方案，显著提升设计效率和品质。

“全过程”自主可控，更安全

与以往的气动仿真采用通用商业软件不同，高速动车组空气动力学智能化仿真大模型采用国产软件和硬件，适配多种国产算力资源，实现了仿真全过程的自主可控，为中国高速列车技术自主创新提供了坚实保障。

“全数据”再利用，更适用

历经20多年高速列车研发、试验历程，中国中车积累了大量的仿真、模型试验和线路试验历史数据，利用这些数据来训练仿真大模型，就相当于培养了一位经验丰富、见多识广的“仿真大师、试验大师”参与新车型研发，进一步活化利用历史数据。

高速动车组空气动力学智能化仿真大模型的成功开发，将实现头型、转向架等区域的气动阻力快速评估，推动数据驱动的整车外形智能优选和快速优化，支撑中国轨道交通装备产品的创新发展。

来源：科技质量与信息化部

编辑：石育佳

排版：赵常宇

审核：李瑛

(中国中车)