当全球可控核聚变的竞争从“能否点火”逐步迈向“能否商业化、经济发电”的深水区，仿真平台已不再是辅助工具，而是决定研发速率与商业前景的战略基础设施。在AI与高性能计算支持下，越来越多的参数优化、工况分析与控制验证等工作可以提前在虚拟环境中开展，从而把这项原本高成本、长周期、高风险的尖端科学，推向经济可行、可快速工程迭代的产业阶段。
   4月，瀚海聚能与四川大学联合申报的《场反位形聚变装置聚变能直接转换的动态建模与全时空仿真平台研发》项目，正式获批成都市科学技术局2026年第四批重点研发项目，并获得100万元财政科技经费支持。这标志着，在极具商业化潜力的场反位形（FRC）赛道上，公司正从“能量直接转换”这一关键技术难点切入，着手打造一座可大幅缩短研发周期与降低研发成本的“虚拟实验室”。

校企联合聚焦仿真平台

直击FRC聚变能直接转换

   如果我们把电源系统比作聚变装置的“心脏”，那么仿真平台便是研究人员透视复杂物理过程的“眼睛”，可对万千工况进行预演。当前，我国仿真平台多集中在托卡马克技术路线，形成了从微观物理到聚变堆全装置数字孪生的多层次体系。然而，针对FRC聚变装置，尤其是“直接能量转换”环节的全过程仿真，国内相关系统性研究仍旧有限。

   “要让FRC装置实现商业应用，就必须走通‘直接能量转换’这条路——即跨越传统的‘热能—机械能—电能’转换环节，最大限度减少损耗。这就像内燃机不仅要能点着火，更要能把能量直接高效地转化成车轮的转动。”瀚海聚能研发人员介绍，正因如此，行业迫切需要建立一套针对FRC装置“形成—燃烧—膨胀—发电”全过程，特别是能够验证等离子体强耦合动态行为与能量转化效率的跨尺度仿真平台，用来探索FRC装置独有发电方式的实现。


   实际上，瀚海聚能在成立之初就高度重视仿真系统的应用，先后完成了直线型场反位形（FRC）聚变装置的总体物理设计以及形成区、加速压缩区、对撞融合区等核心区域的参数分析与方案论证，并围绕FRC形成、输运、压缩和对撞等关键过程开展了大量仿真与优化工作。针对装置运行过程中涉及的磁场构型、边界条件、等离子体演化等问题，建立并完善了相应的物理模型与数值分析流程，形成了一批用于支撑装置设计的关键参数结果，有效推动第一代装置HHMAX-901的主机建设。

   为进一步推动对膨胀阶段磁能释放、感应回收过程以及能量转化效率等问题的研究与验证，瀚海聚能启动了与四川大学胡荣豪博士团队的深度研发合作。该团队长期从事聚变理论与数值模拟研究，在磁流体力学、粒子模拟、辐射输运及多物理场耦合计算等方向具有较深积累，具备相关程序开发与高性能计算经验。装置工程化经验与深厚的理论积累，使双方具备了破解“动态能量转换”模拟难题的基础。双方将围绕FRC直接能量回收过程中的多尺度、多物理场耦合问题展开联合攻关，推动形成兼顾物理精度与计算效率的仿真能力体系。

“AI+聚变”赋能三步走
构建全时空多物理场耦合平台

   为攻克这一项目，瀚海聚能与四川大学共同制定了清晰的三阶段路线图：

   第一阶段，项目团队将完成核心算法开发，重点突破“形成—燃烧—膨胀—发电”全过程的多物理场耦合机制，以及等离子体与电路系统的动态耦合算法。第二阶段，完成跨尺度模拟工具的整合对接与平台集成，打通全时空仿真流程；第三阶段，着力于复杂非线性行为预测、系统参数扫描等功能优化，最终形成可服务于装置设计的稳定工具。

   该项目最大的技术难点，在于时间和空间尺度的巨大跨越——从纳秒级的等离子体波动到毫秒级的能量转换，从微观粒子输运到宏观放电装置，如同一幅画面里既要看清蝴蝶扇动翅膀的瞬间，又要展现台风掠过的全貌，涉及从微观粒子输运到宏观装置响应的多尺度耦合，对算法稳定性和计算效率提出了极高要求。

   对此，团队将采用分阶段验证策略：先对单个物理模块独立调校，再逐步开展耦合计算。同时引入AI、自适应网格与时间步长优化技术，并与高性能计算中心合作以保障算力供给。团队还为后续的算法优化和并行计算改进预留了技术路径。

   随着AI技术不断强大，“AI+”应用也为项目推进注入了强大动力。瀚海聚能正积极推进AI技术与FRC物理研究的结合，围绕平衡重建、控制仿真与快速预测等方向开展了相关探索。目前已建立基于编码器—解码器神经网络的FRC平衡快速预测模型，可对磁通分布与平衡位形接近实时预测，在保持总体精度的前提下，大幅提升计算效率。相关工作正在逐步形成“高精度数值计算+AI快速预测”的协同技术路线，为后续参数优化及数字化仿真平台建设提供支撑。


牵引FRC仿真技术突破
加速概念验证和技术迭代

   项目实现后，瀚海聚能将新增一座多物理场耦合的“虚拟实验室”。它能够全流程再现FRC从诞生到消亡的完整生命周期，动态呈现从等离子体形成、对撞、燃烧、膨胀到能量直接转换的全链条行为，让科研人员在数字空间中即可完成以往耗时耗力的物理试错，提高效率、降低成本——好比用飞行模拟器完成绝大多数特情训练，而不必每次都铤而走险试飞真机。

   平台还将支撑科研人员持续攻克FRC形成阶段的快速磁重联、燃烧阶段α粒子沉积、能量提取阶段电路响应等跨尺度耦合数值难题，实现磁流体力学、粒子模拟、α粒子输运及电路耦合等模块的并行计算与动态信息交换，精确预测感应电流与电压波形。


   同时，依托这一平台，公司将系统研究FRC形成质量、线圈构型等关键参数对能量转换效率与功率的影响，为第二代装置的设计提供坚实的理论依据和工程参数，也为我国在高效聚变能技术领域取得突破提供关键技术支撑。