从设计到终点线：仿真在STEM Racing竞赛获胜团队中的关键作用

赛车是精度、速度与策略的完美结合。近年来，技术革新彻底改变了赛车的设计、分析与优化方式。世界各地的学生都在利用先进仿真工具探索复杂的工程原理，将曾经的试错法转变为数据驱动的创新。这些工具可帮助年轻工程师拓展空气动力学、材料科学和设计的极限，在赛道内外（尤其是微型赛车领域）均获得优势。

来自澳大利亚布莱顿文法学校（Brighton Grammar School in Australia）的 Lunar团队刚在新加坡取得胜利 ，这巩固了其在STEM Racing世界顶级车队中的地位。该学生团队不仅夺得2025年Aramco STEM Racing世界锦标赛冠军，还荣获“最佳工程赛车（Best Engineered Car）”和“最快赛车（Fastest Car）”奖项。而这些成就，源于多年来的专注投入、团队合作与技术发展。毋庸置疑，该团队严谨细致的方法和跨学科协作，使其在全球竞赛中脱颖而出。

帮助Lunar获得成功的主要因素，是其对仿真的战略性应用。在Ansys精英渠道合作伙伴LEAP的支持下，Lunar采用GPU加速的Ansys Discovery 3D产品仿真软件进行空气动力学测试，以及使用Ansys Mechanical结构有限元分析（FEA）软件进行结构分析。这些加速工具使该团队能够评估更多设计组合、应对新的法规挑战，并在制造开始之前就满怀信心地对车轮强度、头部防护结构（Halo 结构）性能和防脱绳（tether）系统进行测试。

该团队使用Mechanical软件进行有限元分析，这对于确保关键组件的结构完整性至关重要。通过仿真载荷条件和应力点，团队可以在制造之前确认其设计符合所有法规强度要求。CFD与FEA的结合，为Lunar提供了优化性能与合规性的全面方法。

NVIDIA加速的仿真工具使该团队能够专注于优化顶尖设计，显著减少制造时间和成本。通过改进工作流程、使团队能够专注于创新，Ansys仿真成为了冠军团队制胜战略的基石。

SBA Unity Racing通过仿真驱动创新

来自英国斯卡伯勒UTC学院（Scarborough UTC）的全国冠军SBA Unity Racing车队，在2025年STEM Racing世界总决赛中崭露头角，在全球赛场上荣获第三名。每位团队成员各有所长，但正是他们共同的决心和解决问题的思维推动了团队的成功。

在Ansys学生团队合作伙伴关系计划的帮助下，SBA Unity Racing将先进仿真工具融入了其赛车研发流程。在2024-25赛季中，该团队主要依靠Discovery软件和Ansys Fluent流体仿真软件来优化其设计。SBA Unity Racing设计工程团队负责人Jack Metcalfe，阐释了团队如何在设计流程中充分利用这两款软件的不同优势。Fluent软件提供了深度、数据丰富的空气动力学洞察信息，而Discovery软件则在快速概念开发和机械测试方面表现出色，尤其是在设计流程的早期阶段。

借助Fluent软件，该团队能够更深入地了解赛车的空气动力学性能，生成大量数据，为设计优化提供了指导。Discovery使该团队能够自动生成并分析数千种轮毂变体，从而帮助其迅速确定出最强劲、最具可制造性的设计。

Metcalfe表示：“我只需让计算机运行一周，它就会自动生成2000种不同的轮毂设计……所有数据均以清晰的图表呈现，让我能直接判断出最佳设计方案。”

采用新思科技旗下Ansys的解决方案，为其带来了显著优势——从缩短研发周期到优化赛车性能。该团队在Discovery软件中对参数化仿真的创新应用，有助于确定最佳轮毂设计，在保持结构完整性的同时将重量减轻一半以上（从1.1克降至仅0.44克）。这一减重直接提升了赛车的速度与能效。

同时，由于无需物理原型即可测试设计迭代，为团队节省了大量时间和资源。这些工具不仅增强了团队的工程能力，更通过数据驱动的设计决策，帮助其保持竞争优势。

此外，该团队的成功还带动了学校竞赛生态的形成，七支新车队受Unity团队成就的鼓舞，计划参加2026赛季的比赛。

由NVIDIA Omniverse提供支持的Ansys数字孪生赛道

今年STEM Racing赛事中最令人振奋的进展之一，是Ansys数字孪生赛道的首次亮相，其由Discovery软件驱动，并集成了NVIDIA Omniverse库。该虚拟赛道能够极其精确地再现真实比赛条件，让团队能够以交互方式查看不同预装部件的性能表现。在2025年STEM Racing世界总决赛期间，学生采用了简化的工作流程——通过更换预设计的前后翼，观察设计调整对赛车性能的影响。作为2025-2026 STEM Racing赛季的一部分，演示日（Demo Days）环节将为参赛者提供更先进的工作流程，支持其上传定制设计，在Discovery软件中进行详细的CFD分析与优化。

2025年STEM Racing世界总决赛上的STEM Racing数字孪生赛道演示

更先进的数字孪生赛道将Discovery软件的赛车设计与NVIDIA Omniverse库集成，实现实时气流可视化，并增强了对空气动力学概念的理解。学生可以优化微型赛车设计、分析CFD数据，并观察设计修改如何影响实际性能。该系统提供了一个交互式学习环境，使学生能够探索空气动力学阻力和迭代设计等高级课题。

Unity Racing受邀参与了数字孪生赛道开发，团队多次提供了宝贵反馈意见，涵盖从早期概念阶段到用户界面设计、数据输出和整体系统易用性。

Metcalfe表示：“它完全融入我们的赛车仿真。对不同前翼进行建模、检查阻力、升力和载荷分布并得出自己的结论是其中一方面，但只有通过这个精细模型，才能确切了解这些因素将如何影响赛道表现。”

加速培育新一代人才

仿真在STEM Racing中已远不止一项竞争优势，更是促进学习、激发创造力和增强信心的催化剂。无论团队是在优化轮毂结构、重塑空气动力学表面，还是在数字孪生赛道上测试完整比赛策略，这些工具都能让学生大胆尝试、安全试错。由此培养出的新一代年轻工程师，兼具分析性思维、高效协作能力，并能以严谨且富有探索精神的方式处理复杂问题。通过将动手构建与先进数字工具的强大功能相结合，STEM Racing将微型赛车转化为了意义深远的工程体验，并引领学生快速开辟未来创新之路。

当激情与技术相遇，赛车与STEM教育的未来正加速迎来前所未有的机遇。

进一步了解Ansys学生团队合作伙伴关系如何助力STEM Racing车队登上领奖台。