应用案例

蛋白质结构预测

DeepMind 于 2021 年提出的端到端深度学习模型，在 CASP14 上将蛋白质三维结构预测精度推到近实验水平，从根本上改变了结构生物学；代码 Apache-2.0，模型参数 CC-BY-4.0。

天气预报

NVIDIA 等 2022 年提出的全球数据驱动高分辨率天气模型，以 0.25 度分辨率在数秒内生成一周预报，短期大尺度变量精度比肩 ECMWF IFS，并开创了千成员大集合概率预报范式；代码 BSD-3-Clause。

概率集合天气预报

GenCast 是 Google DeepMind 于 2023 年提出的生成式机器学习天气预报模型，采用扩散模型在球面网格上生成概率集合预报，在多数标准指标上超越传统物理集合预报（如 ECMWF ENS），推理速度快数个数量级。代码以 Apache-2.0 开源，模型权重以 CC-BY-NC-SA-4.0 发布（禁止商用）。

混合大气环流模型

NeuralGCM 是 Google DeepMind 于 2024 年提出的混合机器学习 + 物理的大气环流模型，用神经网络参数化替代部分物理过程，同时保留可微分动力核，兼具数值稳定性与数据驱动精度。代码以 Apache-2.0 开源，模型权重以 CC-BY-SA-4.0 发布。

蛋白质结构预测

OpenFold 是 Columbia 大学 AQLab 于 2022 年发布的对 DeepMind AlphaFold2 的高保真、可训练 PyTorch 复现，内存高效、GPU 友好。源代码以 Apache-2.0 开源，DeepMind 预训练参数以 CC-BY-4.0 发布（2022 年 1 月起由 CC BY-NC 4.0 放宽）。

天气预报

华为云 2023 年发表于 Nature 的 3D 高分辨率全球天气预报模型，首次在精度上稳定超越传统数值天气预报（ECMWF IFS），并已被 ECMWF 纳入业务化测试；模型权重 CC-BY-NC-SA-4.0，禁止商用。

蛋白质结构预测

RoseTTAFold 是华盛顿大学 Baker 实验室于 2021 年提出的蛋白质结构预测方法，采用三轨（1D 序列 / 2D 距离 / 3D 坐标）神经网络，在 CASP14 上表现优异。代码以 MIT 开源，训练权重与数据按 Rosetta-DL 软件许可仅限非商业使用。

增材制造 / 基准数据集

美国 NIST 主导的增材制造基准体系，用统一测试件与测量金标准（X-CT、同步辐射）检验熔池模拟、残余应力与微观组织预测模型，是金属 3D 打印物理 AI 的权威考场。

高性能计算 / 求解器

NVIDIA 开源的分布式代数多重网格线性求解库，把 CFD/FEM 压力方程求解搬上 GPU，是物理仿真与 AI 训练共用底层算力的代表案例。

建筑能源 / 仿真加速

DOE/NREL 维护的建筑能耗模拟引擎，逐时热平衡求解支撑节能评估；用神经网络代理替代重复运行为大规模建筑群设计与运行优化打开可行域。

燃烧 / 化学动力学

Caltech 主导的开源化学动力学工具套件，均相/多相反应流求解支撑燃烧与电化学建模；配合机器学习势与代理模型构成 AI 化学的基础设施层。

材料/化学 / AI 驱动发现

用机器学习势替代 DFT 做电催化筛选的工业级案例：OC20 数据集训练 GemNet 等模型，将吸附能计算加速数个量级，支撑电解水与燃料电池催化剂的快速迭代。

通用CFD / 工业仿真

开源 CFD 的事实标准，有限体积框架覆盖传热、燃烧、多相流与电磁，配合 snappyHexMesh 与函数对象可搭完整工业流水线，是物理 AI 训练数据的常用供给源。

土木工程 / 结构仿真

PEER 中心主导的开源结构仿真框架，非线性纤维梁与二维实体单元支撑抗震分析；与机器学习结合后成为区域建筑群震损快速评估的代表性工作流。

地球物理 / 油藏工程

用神经网络替代重复油藏数值模拟的代表案例：PhysicsNeMo 官方示例训练替代模型预测压力与饱和度场，服务历史拟合、生产优化与碳封存监测等决策循环。

半导体 / 器件仿真

用神经网络加速半导体 TCAD 仿真的典型案例：PhysicsNeMo 官方示例以数据驱动模型替代重复的器件级数值求解，面向 3D-IC 与先进封装的热-电协同设计。

储能电池 / 电化学仿真

开源物理基电池建模库，从单颗粒到全电池的多尺度电化学模型支持参数估计与快速仿真，是储能电站与动力电池数字孪生、SOH 预测的常用仿真内核。

航空航天 / 优化设计

斯坦福主导的开源多物理场套件，以连续伴随方法做气动外形梯度优化著称，支持 RANS 转捩模型与 FSI，是翼型/机翼减阻设计教学与研究的常用平台。

海洋能 / 多体动力学

NREL 主导的开源波浪能转换器仿真代码，基于 Simulink/Simscape 多体建模耦合边界元与势流解，是海上装置水动力性能设计与控制验证的标准工具，常作为 ML 代理的训练数据源。

地球物理/Geophysics

NVIDIA Earth-2 平台面向能源等气象敏感行业，整合观测数据与 AI 驱动的大气模拟，实现实时气象决策支持。