計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

工程軟件訓(xùn)練主講

劉守榮2023/11/25

第一講

計(jì)算機(jī)輔助工程（ＣＡＥ）的現(xiàn)狀和未來(lái)2023/11/25摘要計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）是一種迅速發(fā)展的信息技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)重大工程和工業(yè)產(chǎn)品的計(jì)算分析、模擬仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)的工程軟件，是支持工程專業(yè)人員進(jìn)行創(chuàng)新研究和工程師進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的、最重要的工具和手段。2023/11/25一．概述計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE)，從字面上講它包括工程和制造業(yè)信息化的所有方面，但是傳統(tǒng)的CAE主要指用計(jì)算機(jī)對(duì)工程和產(chǎn)品的功能、性能與安全可靠性進(jìn)行計(jì)算、優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)未來(lái)的工作狀態(tài)和運(yùn)行行為進(jìn)行模擬仿真，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺隕，改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，證實(shí)未來(lái)工程/產(chǎn)品的可用性與可靠性。2023/11/25進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要工具工程和制造企業(yè)的生命力在于工程/產(chǎn)品的創(chuàng)新，而對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的關(guān)鍵，除了設(shè)計(jì)思想和概念之外，最主要的技術(shù)手段，就是采用先進(jìn)可靠的CAE軟件。2023/11/25進(jìn)行創(chuàng)新研究的重要手段科學(xué)計(jì)算是現(xiàn)代科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)和技術(shù)研究的三大手段之一。它可以幫助科學(xué)家揭示用物質(zhì)實(shí)驗(yàn)手段尚不能表現(xiàn)的科學(xué)奧秘和科學(xué)規(guī)律。同時(shí)，它也是工程科學(xué)家的研究成果--理論、方法和科學(xué)數(shù)據(jù)--的歸屬之一，做成軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)，成為推動(dòng)工程和社會(huì)進(jìn)步的最新生產(chǎn)力。2023/11/25

CAE軟件是迅速發(fā)展中的計(jì)算力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、相關(guān)的工程科學(xué)、工程管理學(xué)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)相結(jié)合，而形成的一種綜合性、知識(shí)密集型信息產(chǎn)品。2023/11/25

CAE軟件分類針對(duì)特定類型的工程/產(chǎn)品所開(kāi)發(fā)的用于產(chǎn)品性能分析、預(yù)測(cè)和優(yōu)化計(jì)算的軟件，稱為專用CAE軟件?？梢詫?duì)多種類型的工程/產(chǎn)品的工程行為進(jìn)行計(jì)算分析，模擬仿真，性能預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)與優(yōu)化的軟件，稱為通用CAE軟件。通用CAE軟件主要由有限元軟件、優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件、計(jì)算流體軟件、電磁場(chǎng)計(jì)算軟件、最優(yōu)控制軟件和其它專業(yè)性的計(jì)算軟件組成。2023/11/25CAE技術(shù)已經(jīng)成熟，CAE軟件的可用性、可靠性和計(jì)算效率問(wèn)題已經(jīng)基本解決。CAE與CAD/CAM／CAPP／PDM/ERP軟件一起，已經(jīng)成為企業(yè)家和工程師們實(shí)現(xiàn)工程/產(chǎn)品創(chuàng)新的得力助手和有效工具。同時(shí)，也已成為專家、教授進(jìn)行研究重要手段。2023/11/25

CAE與CAD／CAM／CAPP／PDM／ERP一起，已經(jīng)成為支持工程行業(yè)和制造企業(yè)信息化的重要技術(shù)，它們已經(jīng)在提高工程/產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低研究開(kāi)發(fā)成本，縮短開(kāi)發(fā)周期方面發(fā)揮了重要作用，成為實(shí)現(xiàn)工程/產(chǎn)品創(chuàng)新的支撐技術(shù)。2023/11/25CAD-ComputerAidedDesign計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。簡(jiǎn)稱cad。在工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)可以幫助設(shè)計(jì)人員擔(dān)負(fù)計(jì)算、信息存儲(chǔ)和制圖等項(xiàng)工作。2023/11/25CAE(ComputerAidedEngineering)計(jì)算機(jī)輔助工程，指用計(jì)算機(jī)輔助求解分析復(fù)雜工程和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，以及優(yōu)化結(jié)構(gòu)性能等。而CAE軟件可作靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析，動(dòng)態(tài)分析；研究線性、非線性問(wèn)題；分析結(jié)構(gòu)（固體）、流體、電磁等。2023/11/25CAM

computerAidedManufacturing計(jì)算機(jī)輔助制造的核心是計(jì)算機(jī)數(shù)值控制(簡(jiǎn)稱數(shù)控)，是將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于制造生產(chǎn)過(guò)程的過(guò)程或系統(tǒng)。2023/11/25是指借助于計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和支撐環(huán)境，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷和推理等的功能來(lái)制定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程。借助于CAPP系統(tǒng)，可以解決手工工藝設(shè)計(jì)效率低、一致性差、質(zhì)量不穩(wěn)定、不易達(dá)到優(yōu)化等問(wèn)題。CAPPComputerAidedProcessPlanning2023/11/25PDM

ProductDataManagement中文名稱為產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。PDM是一門用來(lái)管理所有與產(chǎn)品相關(guān)信息(包括零件信息、配置、文檔、CAD文件、結(jié)構(gòu)、權(quán)限信息等)和所有與產(chǎn)品相關(guān)過(guò)程(包括過(guò)程定義和管理)的技術(shù)。2023/11/25ERP

EnterpriseResourcePlanningERP是企業(yè)資源計(jì)劃簡(jiǎn)稱，是針對(duì)物資資源管理（物流）、人力資源管理（人流）、財(cái)務(wù)資源管理（財(cái)流）、信息資源管理（信息流）集成一體化的企業(yè)管理軟件。2023/11/25發(fā)展趨勢(shì)擴(kuò)充CAE功能，實(shí)現(xiàn)多結(jié)構(gòu)耦合分析，實(shí)現(xiàn)多物理場(chǎng)耦合分析，多尺度耦合分析，以及結(jié)構(gòu)、構(gòu)件及其材料的一體化設(shè)計(jì)計(jì)算與模擬仿真。基于Internet/Intranet=>GridComputing的、CAD／CAE／CAM/CAPP／PDM/ERP的集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。2023/11/25二．現(xiàn)狀計(jì)算機(jī)輔助工程計(jì)算起源于五十年代中期。實(shí)用的CAE軟件誕生于七十年代初期。從七零年到八五年的十五年，是CAE軟件的功能和算法的擴(kuò)充和完善期，到八十年代中期，逐步形成了商品化的通用和專用CAE軟件。2023/11/25

到八十年代后期國(guó)際上知名的CAE軟件有NASTRAN,ANSYS,ABAQUS,DYN－3D,MARC,ASKA,DYNA,MODULEF、FASTRAN等。國(guó)內(nèi)的CAE軟件主要是JIFEX,FEM,FEPS,…等。

2023/11/25它們都是采用結(jié)構(gòu)化軟件設(shè)計(jì)方法、用FORTRAN語(yǔ)言和數(shù)據(jù)文件管理技術(shù)，開(kāi)發(fā)的結(jié)構(gòu)化軟件。2023/11/25

近十五年CAE的發(fā)展，不僅是擴(kuò)充了軟件的功能、性能，更重要的是擴(kuò)充了用戶界面，前、后處理能力；對(duì)數(shù)據(jù)管理和圖形部份，進(jìn)行了重大的改造。新增的軟件成分大都采用了面向?qū)ο蟮能浖夹g(shù)和C++語(yǔ)言。2023/11/25

近十五年CAE軟件發(fā)展很快，目前市場(chǎng)上的CAE軟件，在功能、性能、可用性﹑可靠性方面，基本上滿足了用戶的需求，它們可以運(yùn)行在超級(jí)并行機(jī)，大、中、小、微等各類計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上。2023/11/25通用CAE的算法與軟件模塊2023/11/25前處理三維實(shí)體建模與參數(shù)化建模，構(gòu)件的布爾運(yùn)算，有限元自動(dòng)剖分與節(jié)點(diǎn)自動(dòng)編號(hào)，節(jié)點(diǎn)參數(shù)自動(dòng)生成，荷載與材料數(shù)據(jù)輸入與公式化導(dǎo)入，節(jié)點(diǎn)荷載自動(dòng)生成，有限元模型信息自動(dòng)生成,...。2023/11/25有限元分析

有限單元庫(kù)，材料庫(kù)及相關(guān)算法庫(kù)，約束處理算法，靜力、動(dòng)力、振動(dòng)、線性與非線性解法庫(kù)及相應(yīng)的有限元系統(tǒng)組裝模塊庫(kù)，單元內(nèi)物理場(chǎng)計(jì)算等,...。2023/11/25有限元分析子系統(tǒng)

根據(jù)工程問(wèn)題的物理、力學(xué)和數(shù)學(xué)特征，有限元分析可以分解成若干個(gè)子問(wèn)題子系統(tǒng):線性靜力分析子系統(tǒng),動(dòng)力及高速碰撞分析子系統(tǒng),振動(dòng)模態(tài)分析子系統(tǒng),非線性分析子系統(tǒng),多體耦合與接觸分析子系統(tǒng),熱分析與熱-力耦合分析子系統(tǒng),…。2023/11/25

CAE軟件的計(jì)算分析與模擬仿真能力，主要決定于單元庫(kù)和材料庫(kù)的豐富和完善程度，單元庫(kù)包含的單元類型越多，材料庫(kù)包括的材料特性種類越全，其對(duì)工程/產(chǎn)品的分析與仿真能力就越強(qiáng)。知名CAE軟件的單元庫(kù)一般都有百余種單元，并擁有一個(gè)比較完善的材料庫(kù)。2023/11/25

CAE軟件的計(jì)算效率和計(jì)算結(jié)果的精度，主要決定于解法庫(kù)；如果解法庫(kù)包含了各種不同類型的高性能求解算法，那它就會(huì)對(duì)不同類型、不同規(guī)模的問(wèn)題，以較快的速度和較高的精度給出計(jì)算結(jié)果。先進(jìn)高效的求解算法與常規(guī)的求解算法相比，在計(jì)算效率上可能有幾倍、幾十倍，甚至幾百倍的差異，特別是在并行計(jì)算機(jī)環(huán)境下運(yùn)行。2023/11/25后處理有限元分析結(jié)果的數(shù)據(jù)平滑，各種物理量的加工與顯示，根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)工程/產(chǎn)品按工程規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，配筋設(shè)計(jì)與繪制設(shè)計(jì)圖，….2023/11/25前后處理是近十多年發(fā)展最快的CAE軟件成份，它們是CAE軟件滿足用戶需求，使通用軟件專業(yè)化、屬地化，并實(shí)現(xiàn)與CAD、CAM、CAPP、PDM等軟件無(wú)縫集成的關(guān)鍵成份；通過(guò)增加面向行業(yè)的數(shù)據(jù)處理和優(yōu)化算法模塊實(shí)現(xiàn)了特定行業(yè)的有效應(yīng)用.2023/11/25

ANSYS軟件通過(guò)增設(shè)與CAD軟件的接口模塊，實(shí)現(xiàn)了與Pro/Engineer，CADDS，Unigraphic，Solidedge，CADIA，Solidworks，MDT以及SolidDesigner，MicroStation等軟件的有效集成。2023/11/25用戶界面用戶界面包括交互式圖形界面，數(shù)據(jù)導(dǎo)入與導(dǎo)出宏命令,

CAE相關(guān)的GUI圖符，智能化用戶界面支持系統(tǒng)(專家系統(tǒng)）。2023/11/25數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)不同的CAE軟件采用的數(shù)據(jù)管理技術(shù)不同：文件管理系統(tǒng)，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，面向?qū)ο蟮墓こ虜?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等；數(shù)據(jù)庫(kù)：標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫(kù)，典型工程／產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)圖形庫(kù)，常規(guī)材料特性數(shù)據(jù)庫(kù)，相關(guān)的國(guó)家／國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范庫(kù)，以及有關(guān)的知識(shí)庫(kù)等。2023/11/25數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)成為大型應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成的核心，它們?yōu)镃AE軟件的功能擴(kuò)充，實(shí)現(xiàn)與CAD、CAM…軟件的連接運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)劣，對(duì)大型CAE軟件的運(yùn)行效率影響極大。統(tǒng)計(jì)資料表明，CAE軟件在運(yùn)行中，70％左右的時(shí)間是在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。2023/11/25目前國(guó)際上先進(jìn)CAE軟件功能靜力和擬靜力的線性與非線性分析線性與非線性動(dòng)力分析穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)熱分析電磁場(chǎng)和電流分析流體計(jì)算聲場(chǎng)與波的傳波計(jì)算，…。2023/11/25靜力和擬靜力的線性與非線性分析各種單一和復(fù)雜組合結(jié)構(gòu)的彈性、彈塑性、塑性、蠕變、膨脹、幾何大變形、大應(yīng)變、疲勞、斷裂、損傷，以及多體彈塑性接觸在內(nèi)的變形與應(yīng)力應(yīng)變分析。2023/11/25線性與非線性動(dòng)力分析各種動(dòng)荷載、爆炸與沖擊荷載作用下的時(shí)程分析，振動(dòng)模態(tài)分析，交變荷載與諧波響應(yīng)分析，隨機(jī)地震荷載及隨機(jī)振動(dòng)分析，屈曲與穩(wěn)定性分析等。2023/11/25穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)熱傳導(dǎo)與熱-力耦合分析

熱傳導(dǎo)分析，對(duì)流和幅射狀態(tài)下的熱分析，相變分析，熱/結(jié)構(gòu)耦合分析，…。2023/11/25電磁場(chǎng)和電流分析

靜態(tài)和交變態(tài)的電磁場(chǎng)分析，電流與壓電行為分析，電磁/結(jié)構(gòu)耦合分析，...。2023/11/25流體計(jì)算

常規(guī)的管內(nèi)和外場(chǎng)的層流與端流分析，熱/流耦合分析，流/固耦合分析，...。2023/11/25聲場(chǎng)與波的傳波計(jì)算

靜態(tài)和動(dòng)態(tài)聲場(chǎng)及噪聲計(jì)算，固體、流體和空氣中波的傳播計(jì)算，...。2023/11/25伴隨著CAE的發(fā)展，CAE與CAD/CAM/CAPP/PDM一起已經(jīng)形成了一個(gè)包括研究、開(kāi)發(fā)、營(yíng)銷、咨詢、培訓(xùn)服務(wù)在內(nèi)的軟件產(chǎn)業(yè)，這是一個(gè)對(duì)工程和產(chǎn)品制造業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新有重大影響的軟件產(chǎn)業(yè)，它已經(jīng)并會(huì)繼續(xù)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。2023/11/25三．發(fā)展趨勢(shì)功能性能軟件技術(shù)用戶界面與智能化網(wǎng)絡(luò)化與CAE網(wǎng)上鏈鎖店2023/11/253.1功能可變形體與多體耦合分析，多相多態(tài)介質(zhì)耦合分析，多物理場(chǎng)耦合分析，多尺度耦合分析，從材料設(shè)計(jì)到工程/產(chǎn)品設(shè)計(jì)、集仿真與優(yōu)化于一體的CAE系統(tǒng)，微機(jī)電系統(tǒng)分析。2023/11/25可變形體系與多體耦合分析形體變化與荷載并發(fā)狀態(tài)下可變形體系的動(dòng)力與振動(dòng)分析。例如，衛(wèi)星天線、機(jī)器人、起落架。多體耦合狀態(tài)下的靜力、動(dòng)力與振動(dòng)分析：多體接觸分析，多體耦合動(dòng)力分析與多體耦合振動(dòng)分析。例如，車輛與路軌，車輛與橋梁等。2023/11/25多相多態(tài)介質(zhì)耦合與多物理場(chǎng)耦合分析

－－復(fù)雜的工程/產(chǎn)品大都是處在多物理場(chǎng)與多相多態(tài)介質(zhì)非線性耦合狀態(tài)下工作，其行為絕非是多個(gè)單一問(wèn)題的迭加。多物理場(chǎng)（力場(chǎng)、滲流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、電磁場(chǎng)等）非線性耦合分析，多相與多態(tài)（流、固、氣）介質(zhì)耦合分析。2023/11/25多尺度耦合分析從基本材料的組份與構(gòu)造到復(fù)合材料，從復(fù)合材料做成構(gòu)件，再由構(gòu)件裝配成工程/產(chǎn)品，存在著從微觀、細(xì)觀到宏觀的多尺度現(xiàn)象；不同的尺度服從于不同的物理、力學(xué)模型；通過(guò)對(duì)宏觀模型的細(xì)分，不能導(dǎo)致細(xì)觀和微觀模型；相反，通過(guò)微觀和細(xì)觀模型的無(wú)限迭加，也難導(dǎo)致宏觀模型。因此，在工程/產(chǎn)品的精細(xì)分析中，客觀地會(huì)遇到多尺度模型的耦合問(wèn)題。目前的CAE軟件，都是僅限于宏觀物理、力學(xué)模型的工程/品分析。2023/11/25對(duì)于多物理場(chǎng)的強(qiáng)耦合問(wèn)題、多相多態(tài)介質(zhì)耦合問(wèn)題，特別是多尺度耦合問(wèn)題，目前尚沒(méi)有成熟可靠的理論，尚處于基礎(chǔ)性前沿研究，它們已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外科學(xué)家主攻的目標(biāo)，由于其強(qiáng)烈的工業(yè)背景，基礎(chǔ)研究的任何突破，都會(huì)被迅速納入CAE軟件，以支持新興工程/工業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新。2023/11/25從材料設(shè)計(jì)到工程/產(chǎn)品設(shè)計(jì)、集仿真、優(yōu)化于一體的CAE系統(tǒng)隨著計(jì)算材料科學(xué)的發(fā)展，不遠(yuǎn)的將來(lái)，計(jì)算機(jī)輔助于材料設(shè)計(jì)將會(huì)納入CAE軟件，實(shí)現(xiàn)從材料性能的預(yù)測(cè)、仿真，到構(gòu)件與整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、性能預(yù)測(cè)、系統(tǒng)仿真，形成集計(jì)算機(jī)輔助于材料設(shè)計(jì)、制備，到工程或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、仿真、優(yōu)化于一體的新一代CAE系統(tǒng)。2023/11/25微機(jī)電系統(tǒng)分析隨著多物理場(chǎng)、多相、多態(tài)介質(zhì)耦合理論與亞微米、納米科學(xué)的發(fā)展，以及微機(jī)電系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的強(qiáng)烈需求，專門用于微機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算和系統(tǒng)仿真的CAE軟件正在開(kāi)發(fā)，不久將會(huì)問(wèn)世。2023/11/253.2性能基于超級(jí)計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)群的并行計(jì)算CAE系統(tǒng)，基于網(wǎng)格計(jì)算的CAE系統(tǒng)，基于互聯(lián)網(wǎng)的集成化與支持協(xié)同工作的CAE系統(tǒng)2023/11/25適應(yīng)于超級(jí)計(jì)算機(jī)和機(jī)群并行計(jì)算CAE系統(tǒng)每秒千萬(wàn)億次的計(jì)算機(jī)與機(jī)群系統(tǒng)即將誕生，適應(yīng)這些大規(guī)模并行計(jì)算平臺(tái)的新型高精度和高效率算法正迅速發(fā)展。新一代的CAE系統(tǒng)將能夠解算上千萬(wàn)階級(jí)方程組，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)復(fù)雜工程／產(chǎn)品的實(shí)時(shí)和真三維仿真。2023/11/25基于網(wǎng)格計(jì)算的CAE系統(tǒng)

互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)將千萬(wàn)臺(tái)各類計(jì)算機(jī)連接在一起，人們正在開(kāi)發(fā)將互聯(lián)網(wǎng)上所有計(jì)算機(jī)硬件、軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)以及連接的實(shí)驗(yàn)設(shè)備統(tǒng)一和有效使用的網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)。隨著這一技術(shù)的成熟，一定會(huì)出現(xiàn)基于網(wǎng)格計(jì)算的CAE系統(tǒng)2023/11/25基于互聯(lián)網(wǎng)的集成化與支持協(xié)同工作的CAE系統(tǒng)隨著分布式對(duì)象集成技術(shù)和網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，大型工程和復(fù)雜產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中實(shí)施并行工程，以及研究集團(tuán)的聯(lián)合攻關(guān)，未來(lái)的用戶將不再需要單一的CAD、CAE、CAM、CAPP、PDM和ERP產(chǎn)品，它們需要基于互聯(lián)網(wǎng)(JAVA)的、具有行業(yè)特色的、集成化與支持協(xié)同工作的的套裝系統(tǒng)。2023/11/25大型工程和復(fù)雜產(chǎn)品，例如發(fā)電廠﹑化工廠﹑飛機(jī)﹑輪船及機(jī)車車輛等，它們由數(shù)萬(wàn)到數(shù)百萬(wàn)個(gè)構(gòu)件和數(shù)以千計(jì)的設(shè)備組成，其設(shè)計(jì)﹑分析﹑安裝模擬和運(yùn)行過(guò)程仿真，都要涉及數(shù)個(gè)到數(shù)十專業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員。因此，基于Internet和Gridcomputing的異地﹑異構(gòu)系統(tǒng)下的計(jì)算分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)大型工程／復(fù)雜產(chǎn)品的全面分析和運(yùn)行仿真，將成為CAE的另一個(gè)重要發(fā)展方向。2023/11/253.3軟件技術(shù)真三維圖形處理與虛擬現(xiàn)實(shí)，基于Internet和Gridcomputing的面向?qū)ο蟮墓こ虜?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)及工程數(shù)據(jù)庫(kù)。2023/11/25真三維圖形處理與虛擬現(xiàn)實(shí)隨著DSP芯片的發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖形處理能力近年有了上百倍的提高，再加上三維圖形算法、圖形運(yùn)算和參數(shù)化建模的發(fā)展，快速真三維的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)成熟。因此,CAE軟件的三維實(shí)體建模，復(fù)雜的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)物理場(chǎng)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)有大發(fā)展。2023/11/25基于Internet和Gridcomputing的面向?qū)ο蟮墓こ虜?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)及工程數(shù)據(jù)庫(kù)高性能／價(jià)格比的大容量的存貯器及其高速存取技術(shù)在迅速發(fā)展，PC機(jī)的硬盤容量很快將由GB達(dá)到TB量級(jí)。用戶將要求把更多的計(jì)算模型、設(shè)計(jì)方案、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和知識(shí)性信息納入CAE軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)中。2023/11/25

Internet和Gridcomputing環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，必須能夠管理多用戶并發(fā)存／取的、與時(shí)間／空間相關(guān)的、大量非結(jié)構(gòu)化的、各種類型的數(shù)據(jù)。高性能的、基于網(wǎng)格環(huán)境的、面向?qū)ο蟮墓こ虜?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)在新一代的CAE軟件中。2023/11/25

Internet和Gridcomputing環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)應(yīng)該具有關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)及其管理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，支持抽象數(shù)據(jù)模型定義，分布式、異構(gòu)、虛擬計(jì)算環(huán)境與多用戶并發(fā)I/O狀態(tài)下的數(shù)據(jù)管理，Internet和Gridcomputing環(huán)境下的高級(jí)存儲(chǔ)與查詢語(yǔ)言，訪問(wèn)權(quán)限與數(shù)據(jù)所有權(quán)的保護(hù)，異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)/空一致性和有效性檢驗(yàn)，系統(tǒng)異常狀態(tài)下的數(shù)據(jù)一致性恢復(fù)等。2023/11/253.4用戶界面多媒體用戶界面智能化用戶界面2023/11/25多媒體用戶界面計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)正在迅猛發(fā)展，狹義的語(yǔ)音輸入／輸出已成現(xiàn)實(shí)，計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)已能在一定范圍內(nèi)分析體態(tài)、眼神和手勢(shì)，隱含信息請(qǐng)求的數(shù)據(jù)發(fā)掘技術(shù)也已冒泡，會(huì)聽(tīng)、看、說(shuō)、寫和學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)即將聞世，這些多媒體技術(shù)一定會(huì)使未來(lái)CAE軟件的用戶界面具有更強(qiáng)的直觀、直感和直覺(jué)性，給用戶帶來(lái)極大便利2023/11/25智能化用戶界面

CAE軟件是一個(gè)多學(xué)科交叉的、綜合性的知識(shí)密集型產(chǎn)品，它由數(shù)百到數(shù)千個(gè)算法模塊組成，其數(shù)據(jù)庫(kù)存放著眾多的設(shè)計(jì)方案、標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，行業(yè)性的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，以及判定設(shè)計(jì)和計(jì)算結(jié)果正確與否的知識(shí)性規(guī)則。怎么使用軟件？怎么判定計(jì)算結(jié)果？支持用戶有效地使用這些軟件的專家系統(tǒng)，將成為用戶界面的重要組成部分。2023/11/253.5集成化、專業(yè)化與屬地化目前多數(shù)還是單一、孤島式的CAD、CAE、CAM、PDM產(chǎn)品，集成化程度不高。隨著實(shí)施并行工程，加入WTO和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，科研人員和中、小企業(yè)用戶將不再需要單一的CAD、CAE、CAM、PDM產(chǎn)品。他們需要具有專業(yè)特色的、集成化的套裝支持系統(tǒng)。2023/11/25

滿足專業(yè)化屬地用戶的需求，即國(guó)外