CoSim 2026R7 版本全面升级

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混元模拟器—CoSim致力于打造成为一款“源于岩土，岂止岩土”的通用国产工业仿真软件，解决工程及工业等领域的多过程、多相态、多尺度（3M）问题仿真分析。

为进一步提升CoSim在解决3M问题上的通用仿真能力，CoSim 2026R7在求解器计算效率、核心算法精度、求解器及CAE前后处理易用性上等方面实现了全面迭代升级，也是根据CoSim 这几年发展、应用及未来规划中进行的一次重要的、具有转折性的更新和调整。

²	CAE模块在视图控制、剖面（Section）创建、接触/相互作用（Interaction）设置、荷载（Load）/边界（Boundary）/ 预定义场（Predefined）设置等功能界面方面进行了大幅度的优化升级，使操作逻辑更加合理，也为用户提供更加便捷高效的处理方案。
²	DEM模块引入接触组新架构，计算效率与稳定性大幅度提升；FVM/FVDEM增加了自适应网格与相变优化算法，求解效率提升40%。
²	SPH/SPHDEM模块新增FSI交互、粒子追踪及多GPU负载均衡等功能。
²	新增二维水动力模块—SWE、水文水动力-固体力学的流-固耦合模块—HydroMPDEM两个模块，突破大尺度流域洪水动力学计算、降雨水文水动力与颗粒/连续介质的多场耦合分析难题。
²	《关键词手册》及《软件手册》等进行了对应的升级和更新。

注：由于此次版本更新较大，可能会造成早期版本计算项目无法使用，若有用户遇到请及时联系我们。

1. CoSim-CAE模块

本次CAE模块在多个功能方面进行了重大的调整和更新，并因此而在输入、输出接口文件方面也有了一系列对应调整，

1）新增Camera和Edge功能。位于“View”面板下，用于切换视图以及调整模型边线渲染。尤其是Camera的视图切换功能，用户可以利用此通过选择方式创建复杂几何体表面的“单元组”（Set）。

2）新增 Section 功能。区别于计算子域Set，用于边界控制和输出相关的“截面”、“界面”等。在不同模块中，根据需求可以支持创建 Line、Node、Joint和FVM-Face。用户可以通过拾取或ID 列表创建节点、面等剖面对象，以用于后续边界控制、接触等设置。

Section创建接口

3）新增几何Filter 划分方式。Filter是CoSim-CAE创建 Set 或Section 的重要方法。为了满足用户创建复杂的“组”，本次更新增加根据几何体进行过滤创建。用户可以利用封闭几何面筛选其内侧、外侧或穿越边界的对象，以更方便地从复杂网格或颗粒系统中提取目标区域。

“Filter”功能界面

4）新增Interaction（相互作用/接触/耦合）功能。本功能的完善，使CoSim的核心“耦合”更加规范。用户可以通过其设置各类“相互作用”参数，包括DEM中的各种接触组、耦合模块的接触组、流固相互作用等。DEM接触参数被包裹进Interaction Property，分为摩擦接触Frictional和粘结接触CohesiveFrictional，而Interaction的类型则包括：

①General Contact：某个块体系统对其它所有块体的系统的默认接触参数；

②Pair Contact：某一对块体系统之间的接触参数；

③Joint Contact：将某个粘结系统内部某个STL面作为节理面，所设置的节理面接触参数；

④Poly Breakage：对于粘结的四面体系统设置磨损破裂转球功能；

⑤FVM-MPM/ FVM-DEM/ SPH-DEM FSI：各耦合模块的流固界面相互作用参数（Fluid Solid Interaction）。

“Interaction”创建界面

5）优化边界、荷载和预定义场设置。“Simulation”面板下的Boundary、Load和 Predefined 设置界面进行了统一整理，功能根据丰富、逻辑更加清晰。丰富了边界设置的条目，同时会根据当前模块、对象类型和工况自动显示可用选项，减少无效设置；纳入了边界条件的多分析步管理流程，可在不同计算步中创建、修改、继承或停用，便于组织多阶段工况。

边界设置流程示意

边界条件的多分析步管理界面

2. CoSim-DEM模块

1）DEM模块的底层升级。作为CoSim耦合模拟器中的重要耦合子模块之一，在本次更新中其计算效率、显存占用、计算稳定性都进行了显著优化提升。

2）优化“ContactGroup（接触组）”。各接触参数、临界dt等均基于每一对接触组（也包括自接触），而不是基于一个块体系统。

3）算法提升。优化了部分接触计算算法。

3. CoSim-FVM/FVDEM模块

1）新增可压缩流模块自适应网格功能。在菜单栏【PreProcess】>【FVM Module】选择“Adaptive Mesh(AMR)”启用，根据压力和密度梯度自动进行局部网格细化与粗化，提高复杂流动模拟效率。

求解模块设置

2）完善边界条件设置。修改速度边界、流量边界等常用边界条件接口，新增材料参数设置，支持在多相流计算中仅允许特定材料进入计算域。

3）算法优化与提升。针对气-液相变问题，对相变模型及数值求解算法进行优化；进一步优化压力方程矩阵求解效率，整体求解时间缩短至原来的60%～80%。

4）新增PhaseClip后处理功能。右键左侧树目录中FVMFiled，点击PhaseClip可根据不同相态阈值对FVM计算域结果的线性插值进行裁剪显示，更加精细的渲染不同相态区域。

两相流的PhaseClip效果示意

4. CoSim-SPH/SPHDEM模块

1）新增SPHDEM FSI Interaction设置。通过设置的接触角参数及流体的黏度等参数，可以实现流体与固壁间的粘附力计算分析。

2）新增CompactHash3D邻居搜索算法。允许用户在SPHNeighborSearch中通过Grid3D / CompactHash3D进行邻居搜索方式切换；CompactHash3D在应对大计算域内粒子分布较为集中的工况时具有效率优势。

3）新增trackID追踪功能。在SPH计算中可以自动记录粒子的初始ID，以实现粒子的运动状态追踪。

4）优化多个算法。多GPU计算时，可根据粒子分布自动调整每块GPU负责的计算区域，确保多GPU间负载均衡，提高计算效率；在SPHDEM中，优化了临界时间步（dt）的计算，从而使得耦合计算更加稳定。

5. CoSim-SWE模块

CoSim-SWE为2026R7版本新增功能。

SWE模块是基于二维浅水波方程，采用高精度黎曼求解器和（多）GPU高性能并行加速技术，能够进行大尺度流域内二维水动力学过程的快速、高精度模拟。该模块支持导入外部非结构化STL三角网地形几何文件（后续将陆续升级支持DEM数字高程文件输入、点云重构及局部加密等功能算法）；用户可以通过“Section”添加断面入流、出流、区域降雨等边界条件，以使用于城市内涝淹没、溃坝及河道洪水演进分析等流域性洪水动力学场景。

CoSim-SWE界面

6. CoSim-HydroMPDEM模块

CoSim-HydroMPDEM为2026R7版本新增功能。

1）模块介绍

以自主提出的基于有限体积法（FVM）的流体动力学与物质点法（MPM）、离散元法（DEM）的耦合算法为基础研发的流-固耦合软件，突破自由流体-多孔介质流体及其与大变形多孔介质、颗粒材料 / 结构等的共同耦合分析的瓶颈。该模块突破了传统水文过程与岩土力学分离分析的局限，实现了从“降雨过程→水文水动力→稳定性演化/评价→失稳灾变及灾害链动力过程”的全链条定量评估，为边坡在降雨作用下的评估分析及灾害防控提供了可靠的平台。

2）功能特色

采用二维FVM的SWE实现地表径流及流域尺度水动力分析，采用三维FVM模拟多相流及其在多孔介质中的运动，以MPM模拟多孔介质的小变形→大变形的行为，以DEM模拟颗粒材料/结构的变形、破裂、运动及相互租用，以SWE与三维流体力学耦合实现地表径流-地下渗流、流域尺度水动力与工程尺度水动力的跨尺度耦合，以MPM-DEM耦合实现多孔介质与颗粒材料/结构的接触耦合，从而解决多物质体系中“跨尺度自由流体-孔隙流体-多孔介质变形-颗粒/结构运动”的复杂的热-流-固多场、多过程及多体的强非线性耦合分析问题。

模块算法示意图

3）应用领域

岩土/水利/矿山领域，如渗透破坏、液化、溃坝、突涌水等，尤其是含有巨石等颗粒或结构时；复杂多孔介质（如，土石混合体、含不同粒径材料的多孔介质等）饱和-非饱和渗流；渗透变形，如注浆、潜蚀等；山洪、泥石流、海底滑坡等地质灾害对桥梁、结构的冲击破坏等；降雨/地震作用下斜坡、弃渣场、尾矿库等的稳定性分析、失稳动力过程，降雨诱发山洪泥石流灾害，实现从稳定评估到失稳灾害（链）效应的全链条分析评估；流域尺度的洪水动力过程与工程尺度三维流体力学-结构耦合的跨尺度分析，解决如溃坝、桥墩冲刷、洪水/泥石流灾害链等全过程仿真。