这是《工业软件公司100》的第80篇。每期一家，摸清工业软件家底。上一期我们聊了清软英泰——那个从清华园走出来的国产PLM“鼻祖”。今天我们把视角切回海外CAE赛道，聊聊一颗行业“遗珠”。在CAE这个大赛道里，我们聊过Ansys（多物理场之王）、Abaqus（非线性之王）、LS-DYNA（碰撞之王）、ADINA（流固耦合之王）。但有一家，一直没有写。它做的是CAE里一个极其细分的领域——自由液面仿真。什么是“自由液面”？水面的波浪、铸件里的熔融金属、3D打印中的金属液滴、大坝泄洪的冲击——都是自由液面。在自由液面仿真这条细分赛道，它是全球公认的领头羊。故事，得从20世纪80年代初的美国洛斯阿拉莫斯国家实验室说起。20世纪80年代初，美国新墨西哥州，洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory，LANL）。C.W. Hirt博士及其合作者在这里开发了一种数值方法——VOF（流体体积法），用于追踪自由液面的运动。在VOF方法问世前，工程上很难高效、精准地完成自由液面仿真。传统方法要么把液体当成“粒子”来追踪（计算量太大），要么把液体当成“连续介质”来处理（算不准边界）。VOF方法的巧妙之处在于：用一个“体积分数”函数来描述每个网格里液体的占比——液体占多少，空气占多少，界面在哪里，一目了然。1980年，Hirt博士创立了Flow Science公司（公司最初在洛斯阿拉莫斯，后总部迁至圣菲）。1981年，VOF方法的经典论文正式发表；1985年，FLOW-3D商业版正式面世。时至今日，VOF仍是自由液面仿真领域最主流的数值方法之一，该经典论文被引用次数已超过一万次。市面上不少通用CFD软件也内置了VOF算法，但FLOW-3D在VOF算法基础上，针对金属充型凝固、表面张力、溃坝湍流等场景做了大量专项工程优化，这也是它在垂直领域展现出超越通用CFD工具竞争力的关键。FLOW-3D的差异化在于，它不做“大而全”的多物理场，只做“自由液面”这件事。在铸造、水利环境、金属增材制造三大垂直领域，它均处于全球第一梯队，尤其铸造领域稳居龙头。汽车发动机缸体、轮毂、航空航天精密铸件——这些铸件在凝固过程中，熔融金属的流动直接决定了内部是否有气孔、缩松。FLOW-3D在铸造行业的渗透率极高，Flow Science官方披露，全球大量高端铸造厂采用FLOW-3D开展铸造工艺优化。大坝泄洪、溃坝洪水演进、航道疏浚、城市内涝——这些“水往哪里流”的问题，FLOW-3D是公认的最佳工具之一。全球多个国家级水利研究机构在用。金属3D打印中，金属粉末的熔化和凝固过程，本质上是一个“自由液面”问题。FLOW-3D也是全球较早推出金属增材制造专用仿真模块的CAE软件。2021年12月，德国Dr. Flender Holding GmbH完成了对Flow Science的收购。这家控股公司也是铸造仿真软件MAGMASOFT的开发商MAGMA Giessereitechnologie的母公司。收购后Flow Science以独立子公司身份继续运营，与MAGMA形成铸造仿真领域的技术协同。2024年10月，Flow Science又作为收购方，完成了对欧洲经销商Flow Science Deutschland和XC Engineering的收购，进一步强化了全球布局。今天我们聊了FLOW-3D，那个从美国核武器实验室走出来的“自由液面之王”。本文参考了官网公开资料、历年财报、行业媒体（如Engineering.com、DEVELOP3D）报道及科技博客分析。部分数据和表述基于公开信息整理。
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