解决方案

SOLUTION DETAIL

百度飞桨联合 NVIDIA PhysicsNeMo 打造汽车风阻预测模型 DNNFluid-Car

NVIDIA 与百度飞桨基于 PhysicsNeMo 构建 3D 高精度汽车风阻预测模型 DNNFluid-Car,核心采用几何信息神经算子 GINO,推理速度比传统数值计算快至少 2-3 个数量级,训练速度提升 10 倍、显存占用降低 50%。

当前位置:首页 > 解决方案
百度飞桨联合 NVIDIA PhysicsNeMo 打造汽车风阻预测模型 DNNFluid-Car
解决方案
SOLUTION OVERVIEW

百度飞桨联合 NVIDIA PhysicsNeMo 打造汽车风阻预测模型 DNNFluid-Car

NVIDIA 与百度飞桨基于 PhysicsNeMo 构建 3D 高精度汽车风阻预测模型 DNNFluid-Car,核心采用几何信息神经算子 GINO,推理速度比传统数值计算快至少 2-3 个数量级,训练速度提升 10 倍、显存占用降低 50%。

  • 方案分类 解决方案
  • 内容形式 场景方案 / 技术解析
  • 服务支持 咨询、测试申请、实施建议

如果你正在评估对应场景,我们可以基于当前方案继续细化产品组合、测试路径与实施节奏。

浏览更多相关方案
DETAIL MODULES

方案详情

查看方案背景、关键能力与适配场景,帮助你更快判断下一步应进入测试、咨询还是部署阶段。


一、方案背景与核心挑战

自汽车行业诞生之初,降低风阻系数一直是重要目标:汽车行驶过程中为克服气动阻力而消耗的能量约占整车能耗的 20%。工程师通常利用计算流体力学(CFD)软件计算不同外形的流场信息并改进高阻力区域,但以千万级网格计算为例,完成一个设计版本的模拟约需 2000 CPU 核·时的计算资源。车型高速迭代的趋势要求更快、更精确的仿真支撑。核心挑战:基于物理模型和传统数值计算方法的低阶矩湍流模型虽在工程 CFD 中广泛应用,但仿真速度不足以支撑快速概念设计与全空间气动优化;此前的 AI 风阻预测探索又大多未充分考虑物理信息,难以兼顾精度与泛化。

二、解决方案名称与架构

解决方案名称:基于 NVIDIA PhysicsNeMo 与百度飞桨的 3D 高精度汽车风阻预测模型 DNNFluid-Car

核心技术:模型基于 NVIDIA PhysicsNeMo(原 Modulus)——一个集成了流体力学、传热学、结构力学等物理问题神经网络模型与算子的基于物理的机器学习框架。DNNFluid-Car 的核心模型采用几何信息神经算子(Geometry-informed neural operator, GINO),通过纯数据驱动方法预测汽车表面压力与壁面剪切应力分布,进而预测相应几何的风阻系数。

三、核心技术组件

GINO 网络选型:GINO 解决了单纯卷积神经网络(CNN)和傅立叶神经算子(FNO)难以适应大规模汽车不规则几何外形的难题。与 CNN 相比,FNO 具有全局感受野、高效性和网格无关性,使基于 FNO 中间层的 GINO 网络具备更好的泛化性以及更高的精度、计算效率与空间分辨率。

飞桨端到端加速:NVIDIA 与百度团队结合 DNNFluid-Car 模型特点,基于飞桨进行了端到端的深度加速。模型训练效果与优化前相比,训练速度提升 10 倍,显存占用降低 50%。基于飞桨框架适配的 PhysicsNeMo 能充分利用飞桨的高阶自动微分机制与编译优化技术,部分案例在飞桨后端的训练和推理效率已初步超越 PyTorch 后端。

数据管线优化:作为纯数据驱动模型,DNNFluid-Car 的训练数据为 CFD 数值模拟数据,其生成过程包括几何生成、网格划分、数值模拟和后处理。研发团队针对以上环节分别进行了汽车几何生成与修复、数据下采样优化,以提升整体训练效率。

四、实施成果

利用 DNNFluid-Car 可实现对未知车型的表面压力预测:在 NVIDIA Tensor Core GPU 环境下,数秒内即可得到汽车表面的压力分布、风阻系数等关键信息。如果仅考虑模型推理时间,DNNFluid-Car 的计算速度比传统数值计算至少快 2-3 个数量级,有效减少了对数以千计的 CPU 计算资源的依赖,为加速汽车设计仿真提供了新的可行路径。百度杰出架构师胡晓光表示,DNNFluid-Car 模型充分利用了百度飞桨深度学习框架及 NVIDIA PhysicsNeMo 在模型训练和模型开发等方面的便捷性与高性能特点,为当前快速预测汽车风阻系数提供了可行的解决方案。

五、未来展望

NVIDIA 与百度飞桨团队正携手高校科研机构与汽车工业用户持续优化现有模型,提升其在用户实际场景下的精度与实用性;针对推理与部署的计算资源需求,研发团队将基于框架推理优化技术进行模型剪枝、量化等优化,使模型更灵活地适配多种部署环境。未来结合 NVIDIA Omniverse 数字孪生平台,还可打造交互式、实时的汽车空气动力学仿真应用。

EVALUATION CHECKLIST

方案评估清单

在进入报价、测试或实施前,先把业务目标、现网条件和风险边界整理清楚。

GOAL

业务目标

明确要解决的性能、扩容、稳定性、覆盖、互连或运维问题,并确认上线优先级。

NETWORK

现网条件

整理拓扑、服务器/交换机型号、接口速率、链路距离、供电散热和现有管理平台。

VALIDATION

验证范围

确认是否需要 PoC、兼容测试、吞吐测试、时延测试、无线覆盖测试或故障切换测试。

DELIVERY

落地边界

确认交付窗口、责任分工、备件策略、培训需求、验收指标和后续扩容路径。

ANSWER FIRST

方案快速回答与常见问题

先回答“适合谁、如何评估、下一步怎么做”,再决定是否继续进入测试与实施阶段。

FIT CHECK

先判断当前方案是否匹配业务目标和现网条件

如果你已经明确业务规模、性能目标和实施时间,这类方案更容易直接转化为可执行的落地路径。

TEST PATH

不确定时,优先进入咨询与测试验证

对兼容性、吞吐、延迟和交付风险有要求的项目,更适合先通过 PoC 或测试申请把关键问题前置。

NEXT STEP

整理现网信息后,再细化产品组合与实施建议

业务规模、接口需求、现网架构和时间节点越清楚,后续选型、测试和部署节奏越容易收敛。

FAQ 01

百度飞桨联合 NVIDIA PhysicsNeMo 打造汽车风阻预测模型 DNNFluid-Car 适合什么业务场景?

适合已经明确业务目标,需要继续判断网络架构、产品组合和实施路线的团队,用于加快技术评估与落地决策。

FAQ 02

评估方案前需要准备哪些信息?

建议准备业务规模、性能目标、现网架构、关键接口、时间节点,以及是否需要测试验证等信息。

FAQ 03

是否可以先做测试或 PoC?

可以。对于需要验证兼容性、性能或交付风险的项目,可先进入咨询、测试申请和 PoC 节奏,再推进部署。

FAQ 04

如何继续获取实施建议?

可在当前方案基础上继续沟通品牌方向、业务场景、计划规模和时间要求,再细化产品组合、测试路径和实施建议。

FAQ 05

判断方案是否适配时最先看什么?

建议先看业务目标、现网瓶颈、性能指标、扩展规模、上线窗口和预算约束,再判断方案架构与产品组合是否匹配。

FAQ 06

方案落地前有哪些风险需要前置确认?

需要前置确认兼容性、链路带宽、时延要求、设备供电与散热、施工窗口、测试范围和交付责任边界。