計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)的現(xiàn)狀和未來

1、2021-7-31 計(jì)算機(jī)輔助工程（）的現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助工程（）的現(xiàn) 狀和未來狀和未來 崔俊芝崔俊芝 中國工程院院士 本報(bào)告受到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（ 2005CB321704, 90405016和10590353）資助 2021-7-31 摘摘 要要 計(jì)算機(jī)輔助工程（計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）是一種迅速是一種迅速 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)算分析業(yè)產(chǎn)品的計(jì)算分析、模擬仿真與優(yōu)化設(shè)、模擬仿真與優(yōu)化設(shè) 計(jì)的工程軟件，是支持工程科學(xué)家進(jìn)行計(jì)的工程軟件，是支持工程科學(xué)家進(jìn)行 創(chuàng)新研究和工程師進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的、最創(chuàng)新研究和工程師進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的、最 重要的工

2、具和手段。本報(bào)告將扼要敘述重要的工具和手段。本報(bào)告將扼要敘述 CAECAE技術(shù)及其軟件的現(xiàn)狀，并展望最近十技術(shù)及其軟件的現(xiàn)狀，并展望最近十 年的發(fā)展趨勢。年的發(fā)展趨勢。 2021-7-31 計(jì)算機(jī)輔助工程（計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE)，從字面上，從字面上 講它包括工程和制造業(yè)信息化的所有方講它包括工程和制造業(yè)信息化的所有方 面，但是傳統(tǒng)的面，但是傳統(tǒng)的CAE主要指用計(jì)算機(jī)對主要指用計(jì)算機(jī)對 工程和產(chǎn)品的功能工程和產(chǎn)品的功能、性能與安全可靠性性能與安全可靠性 進(jìn)行計(jì)算進(jìn)行計(jì)算、優(yōu)化設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)，對未來的工作狀，對未來的工作狀 態(tài)和運(yùn)行行為進(jìn)行模擬仿真，及早發(fā)現(xiàn)態(tài)和運(yùn)行行為進(jìn)行模擬仿真，及早發(fā)現(xiàn) 設(shè)

3、計(jì)缺隕，改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，證實(shí)設(shè)計(jì)缺隕，改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，證實(shí) 未來工程未來工程/產(chǎn)品的可用性與可靠性。產(chǎn)品的可用性與可靠性。 2021-7-31 工程和制造企業(yè)的生命力在于工工程和制造企業(yè)的生命力在于工 程程/產(chǎn)品的創(chuàng)新，而對于工程師產(chǎn)品的創(chuàng)新，而對于工程師 來說，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的關(guān)鍵，除了設(shè)來說，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的關(guān)鍵，除了設(shè) 計(jì)思想和概念之外，就是采用最計(jì)思想和概念之外，就是采用最 現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)工具和技術(shù)手段，現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)工具和技術(shù)手段， 即先進(jìn)可靠的即先進(jìn)可靠的CAE軟件軟件. 2021-7-31 CAE軟件還是科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)和技術(shù)研軟件還是科學(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

4、學(xué)家究的三大手段之一。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)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。奧秘和科學(xué)規(guī)律。 它也是工程科學(xué)家的研究成果它也是工程科學(xué)家的研究成果-理論、方理論、方 法和科學(xué)數(shù)據(jù)法和科學(xué)數(shù)據(jù)-的歸屬之一，做成軟件和的歸屬之一，做成軟件和 數(shù)據(jù)庫，成為推動(dòng)工程和社會(huì)進(jìn)步的最數(shù)據(jù)庫，成為推動(dòng)工程和社會(huì)進(jìn)步的最 新生產(chǎn)力。新生產(chǎn)力。 2021-7-31 CAE軟件是迅速發(fā)展中的計(jì)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)、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，而形成的一科學(xué)和技

5、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。種綜合性、知識(shí)密集型信息產(chǎn)品。 2021-7-31 CAE軟件分類軟件分類 針對特定類型的工程針對特定類型的工程/產(chǎn)品所開發(fā)的用于產(chǎn)產(chǎn)品所開發(fā)的用于產(chǎn) 品性能分析、預(yù)測和優(yōu)化計(jì)算的軟件，稱為品性能分析、預(yù)測和優(yōu)化計(jì)算的軟件，稱為 專用專用CAE軟件。軟件。 可以對多種類型的工程可以對多種類型的工程/產(chǎn)品的性能和行為產(chǎn)品的性能和行為 進(jìn)行性能預(yù)測、計(jì)算分析，模擬仿真，評(píng)價(jià)進(jìn)行性能預(yù)測、計(jì)算分析，模擬仿真，評(píng)價(jià) 與優(yōu)化的軟件，稱為通用與優(yōu)化的軟件，稱為通用CAE軟件。軟件。 通用通用CAE軟件主要由有限元軟件軟件主要由有限元軟件、優(yōu)化設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)

6、計(jì) 軟件、計(jì)算流體軟件、電磁場計(jì)算軟件、最軟件、計(jì)算流體軟件、電磁場計(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。優(yōu)控制軟件和其它專業(yè)性的計(jì)算軟件組成。 2021-7-31 CAE與與CADCAMCAPPPDMERP 一起，已經(jīng)成為支持工程行業(yè)和制造企一起，已經(jīng)成為支持工程行業(yè)和制造企 業(yè)信息化的主導(dǎo)技術(shù)，它們已經(jīng)在提高業(yè)信息化的主導(dǎo)技術(shù)，它們已經(jīng)在提高 工程工程/產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低研究開發(fā)成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低研究開發(fā)成 本，縮短開發(fā)周期方面發(fā)揮了重要作用，本，縮短開發(fā)周期方面發(fā)揮了重要作用， 成為實(shí)現(xiàn)工程成為實(shí)現(xiàn)工程/產(chǎn)品創(chuàng)新的支撐技術(shù)。產(chǎn)品創(chuàng)新的支撐技術(shù)。 2021-7-31 C

7、AE是迅速發(fā)展中的信息技術(shù)：是迅速發(fā)展中的信息技術(shù)： 實(shí)現(xiàn)多體耦合分析、多物理場耦合分析以實(shí)現(xiàn)多體耦合分析、多物理場耦合分析以 及多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)；及多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)； 實(shí)現(xiàn)多尺度和多模型耦合分析，以及結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)多尺度和多模型耦合分析，以及結(jié)構(gòu)、 構(gòu)件及其材料的一體化設(shè)計(jì)與模擬仿真；構(gòu)件及其材料的一體化設(shè)計(jì)與模擬仿真； 基于巨型并行機(jī)群系統(tǒng)、基于巨型并行機(jī)群系統(tǒng)、Internet、Grid Computing 的高性能的計(jì)算機(jī)輔助工程；的高性能的計(jì)算機(jī)輔助工程； CAE 與與CADCAM / CAPPPDM / ERP 的集成化的集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。網(wǎng)絡(luò)化、智能化。 2021-7-31 一現(xiàn)一

8、現(xiàn) 狀狀 計(jì)算機(jī)輔助工程起源于上個(gè)世紀(jì)五十年計(jì)算機(jī)輔助工程起源于上個(gè)世紀(jì)五十年 代中期。代中期。 實(shí)用的實(shí)用的CAE軟件誕生于上個(gè)世紀(jì)七十年軟件誕生于上個(gè)世紀(jì)七十年 代初期。代初期。 從上個(gè)世紀(jì)七零年到八五年的十五年，從上個(gè)世紀(jì)七零年到八五年的十五年， 是是CAE軟件的功能和算法的擴(kuò)充和完善軟件的功能和算法的擴(kuò)充和完善 期，到八十年代中期，逐步形成了商品期，到八十年代中期，逐步形成了商品 化的通用和專用化的通用和專用CAE軟件。軟件。 2021-7-31 到到上個(gè)世紀(jì)上個(gè)世紀(jì)八十年代后期國際上知名八十年代后期國際上知名 的的CAE軟件有軟件有NASTRAN, ANSYS, ABAQUS, DY

9、N3D, MARC, ASKA, DYNA, MODULEF、 FASTRAN 等。等。 國內(nèi)的國內(nèi)的CAE軟件主要是軟件主要是JIFEX, SAP, FEM, FEPS, 等。等。 2021-7-31 早期的早期的CAE軟件都是采用結(jié)構(gòu)化軟件都是采用結(jié)構(gòu)化 軟件設(shè)計(jì)方法軟件設(shè)計(jì)方法、用、用FORTRAN 語語 言和數(shù)據(jù)文件管理技術(shù)，開發(fā)的言和數(shù)據(jù)文件管理技術(shù)，開發(fā)的 結(jié)構(gòu)化軟件。結(jié)構(gòu)化軟件。 2021-7-31 近十五年近十五年CAE的發(fā)展，不僅是的發(fā)展，不僅是 擴(kuò)充了軟件的功能、性能，更重要擴(kuò)充了軟件的功能、性能，更重要 的是擴(kuò)充了用戶界面，前、后處理的是擴(kuò)充了用戶界面，前、后處理 能力；

10、對數(shù)據(jù)管理和圖形部份，進(jìn)能力；對數(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)和大都采用了面向?qū)ο蟮能浖夹g(shù)和 C+語言。語言。 2021-7-31 近十五年近十五年CAE軟件發(fā)展很快，目軟件發(fā)展很快，目 前市場上的前市場上的CAE軟件，在功能、性軟件，在功能、性 能、可用性能、可用性可靠性方面，基本上可靠性方面，基本上 滿足了用戶的當(dāng)前需求，它們可以滿足了用戶的當(dāng)前需求，它們可以 運(yùn)行在超級(jí)并行機(jī)，大、中、小、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。微等各類計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上。 2021-7-31 通用通用CAE的算

11、法與軟件模塊的算法與軟件模塊 2021-7-31 前處理前處理 三維實(shí)體建模與參數(shù)化建模，三維實(shí)體建模與參數(shù)化建模， 構(gòu)件的布爾運(yùn)算，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)，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，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，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，節(jié)點(diǎn)荷載自動(dòng)生成， 有限元模型信息自動(dòng)生成有限元模型信息自動(dòng)生成, .。 2021-7-31 有限元分析有限元分析 有限單元庫，有限單元庫， 材料庫及相關(guān)算法庫，材料庫及相關(guān)算法庫， 約束處理算法，約束處理算法， 靜力、動(dòng)力、振動(dòng)、線性與非線靜力、動(dòng)力、振動(dòng)、線性

12、與非線 性解法庫及相應(yīng)的有限元系統(tǒng)組裝性解法庫及相應(yīng)的有限元系統(tǒng)組裝 模塊庫，模塊庫， 單元內(nèi)物理場計(jì)算等單元內(nèi)物理場計(jì)算等, .。 2021-7-31 有限元分析子系統(tǒng)有限元分析子系統(tǒng) 根據(jù)工程問題的物理、力學(xué)和數(shù)學(xué)特征，有根據(jù)工程問題的物理、力學(xué)和數(shù)學(xué)特征，有 限元分析可以分解成若干子系統(tǒng)限元分析可以分解成若干子系統(tǒng): 線性靜力分析子系統(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)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)振動(dòng)模態(tài)分析子系統(tǒng), 非線性分析子系統(tǒng)非線性分析子系統(tǒng), 多體耦合與接觸分析子系統(tǒng)多體耦合與接觸分析子系統(tǒng), 熱分析與熱熱分析與熱-力耦合分析子系統(tǒng)力耦合分析子系統(tǒng)

13、, 。 2021-7-31 CAE軟件的計(jì)算分析與模擬仿真能力，軟件的計(jì)算分析與模擬仿真能力， 主要決定于單元庫和材料庫的豐富和完主要決定于單元庫和材料庫的豐富和完 善程度，單元庫包含的單元類型越多，善程度，單元庫包含的單元類型越多， 材料庫包括的材料特性種類越全，對工材料庫包括的材料特性種類越全，對工 程程/產(chǎn)品的分析與仿真能力就越強(qiáng)。產(chǎn)品的分析與仿真能力就越強(qiáng)。 知名知名CAE軟件的單元庫一般都有百余軟件的單元庫一般都有百余 種單元，種單元，并擁有一個(gè)比較完善的材料庫。并擁有一個(gè)比較完善的材料庫。 2021-7-31 CAE軟件的計(jì)算效率和結(jié)果的精度，軟件的計(jì)算效率和結(jié)果的精度， 主要決定

14、于解法庫；如果解法庫包含了主要決定于解法庫；如果解法庫包含了 各種不同類型的高性能求解算法，它就各種不同類型的高性能求解算法，它就 會(huì)對不同類型、不同規(guī)模的問題，以較會(huì)對不同類型、不同規(guī)模的問題，以較 快的速度和較高的精度給出計(jì)算結(jié)果?？斓乃俣群洼^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)行時(shí)。計(jì)算機(jī)環(huán)境下運(yùn)行時(shí)。 2021-7-31 后處理后處理 有限元分析結(jié)果的數(shù)據(jù)平滑，有限元分析結(jié)果的

15、數(shù)據(jù)平滑， 各種物理量的加工與顯示，各種物理量的加工與顯示， 根據(jù)設(shè)計(jì)要求對工程根據(jù)設(shè)計(jì)要求對工程/產(chǎn)品按工程規(guī)范產(chǎn)品按工程規(guī)范 進(jìn)行設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)，進(jìn)行設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)， 優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)， 配筋設(shè)計(jì)與繪制設(shè)計(jì)圖，配筋設(shè)計(jì)與繪制設(shè)計(jì)圖，. 2021-7-31 前前、后處理是伴隨信息技術(shù)發(fā)展最快的后處理是伴隨信息技術(shù)發(fā)展最快的 CAE軟件成份，它們是軟件成份，它們是CAE軟件滿足用軟件滿足用 戶需求，使通用軟件戶需求，使通用軟件專業(yè)化、屬地化專業(yè)化、屬地化， 實(shí)現(xiàn)與實(shí)現(xiàn)與CAD、CAM、CAPP、PDM等軟等軟 件無縫集成的關(guān)鍵成份件無縫集成的關(guān)鍵成份. 2021-7-31 計(jì)算機(jī)輔助建筑工程施工

16、計(jì)算機(jī)輔助建筑工程施工(CAC) 計(jì)算機(jī)輔助橡塑制品成型計(jì)算機(jī)輔助橡塑制品成型(CAD-Mold) 計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)與加工計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)與加工 計(jì)算機(jī)輔助工藝優(yōu)化與機(jī)械加工計(jì)算機(jī)輔助工藝優(yōu)化與機(jī)械加工 。 2021-7-31 用戶界面用戶界面 用戶界面包括交互式圖形界面，用戶界面包括交互式圖形界面， 數(shù)據(jù)導(dǎo)入與導(dǎo)出宏命令數(shù)據(jù)導(dǎo)入與導(dǎo)出宏命令, CAE相關(guān)的相關(guān)的GUI圖符，圖符， 智能化用戶界面支持系統(tǒng)智能化用戶界面支持系統(tǒng)(專家系統(tǒng)）。專家系統(tǒng)）。 2021-7-31 有些有些CAE軟件擁有專用的智能化用戶軟件擁有專用的智能化用戶 界面，能夠幫助用戶選擇單元形態(tài)，分界面，能夠幫助用戶選

17、擇單元形態(tài)，分 析流程，判斷分析結(jié)果等，使用戶使用析流程，判斷分析結(jié)果等，使用戶使用 CAE軟件，就像使用軟件，就像使用“傻瓜傻瓜”相機(jī)一樣，相機(jī)一樣， 具有一按即得的功效。具有一按即得的功效。 有限元軟件自動(dòng)生成系統(tǒng)：集開發(fā)環(huán)境 與應(yīng)用系統(tǒng)（科學(xué)與工程計(jì)算）于一體 的CAE系統(tǒng)。 2021-7-31 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫 不同的不同的CAE軟件采用的數(shù)據(jù)管理技術(shù)軟件采用的數(shù)據(jù)管理技術(shù) 不同：十五年前主要是文件管理系統(tǒng)，不同：十五年前主要是文件管理系統(tǒng)， 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，目前主要是面關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，目前主要是面 向?qū)ο蟮墓こ虜?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等；向?qū)ο蟮墓こ虜?shù)據(jù)庫管

18、理系統(tǒng)等； 數(shù)據(jù)庫：標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫，典型工程產(chǎn)數(shù)據(jù)庫：標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫，典型工程產(chǎn) 品的結(jié)構(gòu)品的結(jié)構(gòu)圖形庫，常規(guī)材料特性數(shù)據(jù)庫，圖形庫，常規(guī)材料特性數(shù)據(jù)庫， 相關(guān)的國家國際標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范庫，以及相關(guān)的國家國際標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范庫，以及 有關(guān)的知識(shí)庫等有關(guān)的知識(shí)庫等。 2021-7-31 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成為大型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫已經(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)閼?yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成的核心，它們?yōu)?CAE軟件的功能擴(kuò)充，實(shí)現(xiàn)與軟件的功能擴(kuò)充，實(shí)現(xiàn)與CAD、 CAM軟件的無縫連接奠定了基礎(chǔ)。軟件的無縫連接奠定了基礎(chǔ)。 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的優(yōu)劣，對大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的優(yōu)劣，對大 型型CAE軟

19、件的運(yùn)行效率影響極大。統(tǒng)計(jì)軟件的運(yùn)行效率影響極大。統(tǒng)計(jì) 資料表明，在資料表明，在CAE軟件運(yùn)行中，軟件運(yùn)行中，70左左 右的時(shí)間是在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。右的時(shí)間是在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 2021-7-31 目前目前CAE軟件功能軟件功能 靜力和擬靜力的線性與非線性分析靜力和擬靜力的線性與非線性分析 線性與非線性動(dòng)力分析線性與非線性動(dòng)力分析 穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)熱分析穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)熱分析 電磁場和電流分析電磁場和電流分析 流體計(jì)算流體計(jì)算 聲場與波的傳播計(jì)算聲場與波的傳播計(jì)算 結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化 多學(xué)科優(yōu)化，多學(xué)科優(yōu)化，。 2021-7-31 靜力和擬靜力的線性與非線性分析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

20、結(jié)構(gòu)的彈性、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，以及形、大應(yīng)變、疲勞、斷裂、損傷，以及 包括多體彈塑性接觸在內(nèi)的變形與應(yīng)力、包括多體彈塑性接觸在內(nèi)的變形與應(yīng)力、 應(yīng)變分析。應(yīng)變分析。 2021-7-31 線性與非線性動(dòng)力分析線性與非線性動(dòng)力分析 各種動(dòng)荷載、爆炸與沖擊荷載作用下各種動(dòng)荷載、爆炸與沖擊荷載作用下 的時(shí)程分析，的時(shí)程分析， 振動(dòng)模態(tài)分析，振動(dòng)模態(tài)分析， 交變荷載與諧波響應(yīng)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，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。屈曲與穩(wěn)

21、定性分析等。 2021-7-31 穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)熱傳導(dǎo)與熱穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)熱傳導(dǎo)與熱-力耦合力耦合 分析分析 熱傳導(dǎo)分析，熱傳導(dǎo)分析， 對流和幅射狀態(tài)下的熱分析，對流和幅射狀態(tài)下的熱分析， 相變分析，相變分析， 熱熱-結(jié)構(gòu)耦合分析，結(jié)構(gòu)耦合分析，。 2021-7-31 電磁場和電流分析電磁場和電流分析 靜態(tài)和交變態(tài)的電磁場分析，靜態(tài)和交變態(tài)的電磁場分析， 電流與壓電行為分析，電流與壓電行為分析， 電磁電磁-結(jié)構(gòu)耦合分析，結(jié)構(gòu)耦合分析，.。 2021-7-31 流體計(jì)算流體計(jì)算 常規(guī)的管內(nèi)和外場的層流與端常規(guī)的管內(nèi)和外場的層流與端 流分析，流分析， 熱熱/流耦合分析，流耦合分析， 流流/固耦合分析，固耦合

22、分析，.。 2021-7-31 聲場與波的傳波計(jì)算聲場與波的傳波計(jì)算 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)聲場及噪聲計(jì)算，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)聲場及噪聲計(jì)算， 固體、流體和空氣中波的傳播固體、流體和空氣中波的傳播 計(jì)算，計(jì)算，.。 2021-7-31 伴隨著伴隨著CAE的發(fā)展，的發(fā)展，CAE 與與 CAD/CAM /CAPP/PDM 一起已經(jīng)形成一起已經(jīng)形成 了一個(gè)包括研究、開發(fā)、營銷、咨詢、了一個(gè)包括研究、開發(fā)、營銷、咨詢、 培訓(xùn)服務(wù)在內(nèi)的信息產(chǎn)業(yè)，這是一個(gè)對培訓(xùn)服務(wù)在內(nèi)的信息產(chǎn)業(yè)，這是一個(gè)對 工程和產(chǎn)品制造業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新有重大影工程和產(chǎn)品制造業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新有重大影 響的信息產(chǎn)業(yè)，它已經(jīng)并會(huì)繼續(xù)對國民響的信息產(chǎn)業(yè)，它已經(jīng)并會(huì)繼續(xù)對

23、國民 經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全做出重要貢獻(xiàn)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全做出重要貢獻(xiàn)。 2021-7-31 二發(fā)二發(fā) 展展 趨趨 勢勢 功能功能 性能性能 軟件技術(shù)軟件技術(shù) 用戶界面與智能化用戶界面與智能化 網(wǎng)絡(luò)化與網(wǎng)絡(luò)化與CAE網(wǎng)上鏈鎖店網(wǎng)上鏈鎖店 2021-7-31 2.1 功能功能 可變形體與多體耦合分析，可變形體與多體耦合分析， 多相多態(tài)介質(zhì)耦合分析，多相多態(tài)介質(zhì)耦合分析， 多物理場耦合分析與多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，多物理場耦合分析與多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)， 多尺度耦合分析與材料多尺度耦合分析與材料-結(jié)構(gòu)一體化計(jì)算、結(jié)構(gòu)一體化計(jì)算、 仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)，仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)， 微機(jī)電系統(tǒng)分析。微機(jī)電系統(tǒng)分析。 CAI 計(jì)算機(jī)輔

24、助創(chuàng)新技術(shù)和工具計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新技術(shù)和工具 2021-7-31 可變形體系與多體耦合分析可變形體系與多體耦合分析 形體變化與荷載變化并發(fā)狀態(tài)下可變形形體變化與荷載變化并發(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。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，車輛與路與多體耦合振動(dòng)分析。例如，車輛與路 軌，車輛與橋梁等。軌，車輛與橋梁等。 2021-7-31 多相多態(tài)介質(zhì)耦合多相多態(tài)介質(zhì)耦合復(fù)雜的

25、工程復(fù)雜的工程/產(chǎn)品大產(chǎn)品大 都是處在多物理場與多相多態(tài)介質(zhì)非線性耦合狀態(tài)都是處在多物理場與多相多態(tài)介質(zhì)非線性耦合狀態(tài) 下工作，其行為絕非是多個(gè)單一問題的迭加。下工作，其行為絕非是多個(gè)單一問題的迭加。 多物理場（力場、滲流場、溫度場、多物理場（力場、滲流場、溫度場、 電磁場等）非線性耦合分析，電磁場等）非線性耦合分析， 多相與多態(tài)（流、固、氣）介質(zhì)耦合多相與多態(tài)（流、固、氣）介質(zhì)耦合 分析。分析。 2021-7-31 多物理場耦合分析與多目標(biāo)優(yōu)化多物理場耦合分析與多目標(biāo)優(yōu)化 多物理場多物理場(熱、力、電、磁，熱、力、電、磁，）耦合作）耦合作 用下物理和力學(xué)性能組合優(yōu)化的多目標(biāo)用下物理和力學(xué)性能

26、組合優(yōu)化的多目標(biāo) 優(yōu)化分析與設(shè)計(jì)。優(yōu)化分析與設(shè)計(jì)。 材料材料-結(jié)構(gòu)性能一體化分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)結(jié)構(gòu)性能一體化分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì) 算算 2021-7-31 多尺度耦合分析多尺度耦合分析 從基本材料的組份及其局部就位性到制成從基本材料的組份及其局部就位性到制成 復(fù)合材料，從復(fù)合材料做成構(gòu)件，再由構(gòu)件裝復(fù)合材料，從復(fù)合材料做成構(gòu)件，再由構(gòu)件裝 配成工程配成工程/產(chǎn)品，存在著從微觀、細(xì)觀到宏觀產(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、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；通過對宏觀模型的細(xì)分，不能導(dǎo)致力學(xué)模型；通過對宏觀模型的細(xì)分，不能導(dǎo)致 細(xì)觀和微觀模型；

27、相反，通過微觀和細(xì)觀模型細(xì)觀和微觀模型；相反，通過微觀和細(xì)觀模型 的無限迭加，也難導(dǎo)致宏觀模型。因此，在工的無限迭加，也難導(dǎo)致宏觀模型。因此，在工 程程/產(chǎn)品的精細(xì)分析中，一定會(huì)遇到多尺度模產(chǎn)品的精細(xì)分析中，一定會(huì)遇到多尺度模 型的耦合問題。目前的型的耦合問題。目前的CAE軟件，基本上局限軟件，基本上局限 于宏觀物理、力學(xué)模型的工程于宏觀物理、力學(xué)模型的工程/品分析。品分析。 2021-7-31 對于多物理場的強(qiáng)耦合問題、多相對于多物理場的強(qiáng)耦合問題、多相 介質(zhì)耦合問題，特別是多尺度耦合問題，介質(zhì)耦合問題，特別是多尺度耦合問題， 目前尚沒有統(tǒng)一、可靠的理論和方法，目前尚沒有統(tǒng)一、可靠的理論和方

28、法， 處于基礎(chǔ)性前沿研究階段，它們已經(jīng)成處于基礎(chǔ)性前沿研究階段，它們已經(jīng)成 為國內(nèi)外科學(xué)家主攻的目標(biāo)，由于其強(qiáng)為國內(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，烈的工業(yè)背景，基礎(chǔ)研究的任何突破， 都會(huì)被迅速納入都會(huì)被迅速納入CAE軟件，以支持新興軟件，以支持新興 工程工程/工業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新。工業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新。 2021-7-31 材料材料-結(jié)構(gòu)一體化的性能預(yù)測和服役行為分結(jié)構(gòu)一體化的性能預(yù)測和服役行為分 析是十分困難和復(fù)雜的，問題的主要特征是析是十分困難和復(fù)雜的，問題的主要特征是： 1. 多尺度特征，材料的微觀、介觀和宏觀性能及工 作行為，不僅依賴于組成成分，同時(shí)也強(qiáng)烈

29、地依賴 于各個(gè)尺度（層次）的結(jié)構(gòu)；2. 多模型耦合特征， 不同層次（尺度）的物理力學(xué)行為服從于不同的數(shù) 學(xué)物理模型，評(píng)價(jià)材料與結(jié)構(gòu)的性能和行為，必須 解決多尺度模型耦合的難題；3. 多物理場（力、熱、 電、磁、光）耦合的時(shí)變特征，材料和結(jié)構(gòu)在成型 過程中產(chǎn)生的各種相變，形成的各個(gè)層次結(jié)構(gòu)，是 在復(fù)雜的物理和力場耦合作用下發(fā)生的；材料和結(jié) 構(gòu)在服役環(huán)境下的微觀結(jié)構(gòu)演變是在極短的時(shí)間內(nèi) 完成的，因此在考慮不同尺度微結(jié)構(gòu)演變時(shí)，必須 同時(shí)處理時(shí)間和空間的多尺度耦合；4. 隨機(jī)不確定 性。 2021-7-31 計(jì)算材料科學(xué)與材料信息學(xué) 材料模擬Materials Studio ： Materials

30、Visualizer 分子、晶體及高分子材料結(jié)構(gòu)模型 設(shè)計(jì)和前后處理模塊 Discover, Forcite 分子力學(xué)及分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊 DMol, CASTEP 密度泛涵(DFT)及量子力學(xué)計(jì)算 MesoDyn 高分子熔體體及高分子共混體系 COMPASS, Amorphous, Reflex and Reflex plus, Equilibria, VAMP, DPD, X-Cell,. 材料模擬Cerius-2 材料信息學(xué)軟件：Ms Matinformatics 2021-7-31 生命科學(xué) 化學(xué)信息學(xué) 生物信息學(xué)，.。 2021-7-31 從材料設(shè)計(jì)到工程從材料設(shè)計(jì)到工程/產(chǎn)品設(shè)計(jì)、

31、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、 仿真、優(yōu)化于一體的仿真、優(yōu)化于一體的CAE系統(tǒng)系統(tǒng) 隨著計(jì)算材料科學(xué)的發(fā)展，不遠(yuǎn)的隨著計(jì)算材料科學(xué)的發(fā)展，不遠(yuǎn)的 將來，計(jì)算機(jī)輔助于材料設(shè)計(jì)將會(huì)納入將來，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、仿軟件，實(shí)現(xiàn)從材料性能的預(yù)測、仿 真，到構(gòu)件與整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、性能預(yù)真，到構(gòu)件與整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、性能預(yù) 測、系統(tǒng)仿真，形成集計(jì)算機(jī)輔助于材測、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)、料設(shè)計(jì)、制備，到工程或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、 仿真、優(yōu)化于一體的新一代仿真、優(yōu)化于一體的新一代CAE系統(tǒng)。系統(tǒng)。 2021-7-31 微機(jī)電系統(tǒng)分析與納米計(jì)算微機(jī)電系統(tǒng)分析

32、與納米計(jì)算 隨著多物理場、多相介質(zhì)耦合理論與亞隨著多物理場、多相介質(zhì)耦合理論與亞 微米、納米科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，以及微微米、納米科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，以及微 機(jī)電系統(tǒng)開發(fā)的強(qiáng)烈需求，專門用于微機(jī)電系統(tǒng)開發(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)仿真的機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算和系統(tǒng)仿真的CAE 軟軟 件正在開發(fā)，不久將會(huì)問世。件正在開發(fā)，不久將會(huì)問世。 2021-7-31 CAI 計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新技術(shù)和工具計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新技術(shù)和工具 TRIZ（發(fā)明專利解決理論）理論；（發(fā)明專利解決理論）理論； 本體論（創(chuàng)新知識(shí)的關(guān)聯(lián)性）；本體論（創(chuàng)新知識(shí)的關(guān)聯(lián)性）； 多個(gè)工程科學(xué)領(lǐng)域解決相似技術(shù)問題的有效方多個(gè)工程科學(xué)領(lǐng)域

33、解決相似技術(shù)問題的有效方 法；法； 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)；現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)； 自然語言處理技術(shù)；自然語言處理技術(shù)； 計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)；計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)； Pro/Innovator 2021-7-31 TRIZ理論 G.S. Altschuller(1946)G.S. Altschuller(1946)在研究和處理世界各國在研究和處理世界各國 發(fā)明專利的過程中，通過總結(jié)各種技術(shù)發(fā)明專利的過程中，通過總結(jié)各種技術(shù) 發(fā)明的演化規(guī)律模式，解決各種技術(shù)矛發(fā)明的演化規(guī)律模式，解決各種技術(shù)矛 盾和物質(zhì)矛盾的創(chuàng)新原理和法則，建立盾和物質(zhì)矛盾的創(chuàng)新原理和法則，建立 起一套由解決技術(shù)問題實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新開發(fā)的起一套由解決技術(shù)問題實(shí)

34、現(xiàn)創(chuàng)新開發(fā)的 各種方法、算法組成的綜合理論體系，各種方法、算法組成的綜合理論體系， 并結(jié)合各種工程學(xué)科的原理和法則，創(chuàng)并結(jié)合各種工程學(xué)科的原理和法則，創(chuàng) 建了建了發(fā)明問題解決理論發(fā)明問題解決理論-TRIZ-TRIZ 2021-7-31 工程工程/ /產(chǎn)品創(chuàng)新應(yīng)該是基于知識(shí)和技術(shù)的創(chuàng)產(chǎn)品創(chuàng)新應(yīng)該是基于知識(shí)和技術(shù)的創(chuàng) 新，特別是基于專業(yè)和系統(tǒng)知識(shí)的創(chuàng)新。新，特別是基于專業(yè)和系統(tǒng)知識(shí)的創(chuàng)新。 基于發(fā)明專利的知識(shí)發(fā)掘創(chuàng)新理論為支撐基于發(fā)明專利的知識(shí)發(fā)掘創(chuàng)新理論為支撐 的的CAICAI軟件為工程師實(shí)現(xiàn)工程軟件為工程師實(shí)現(xiàn)工程/ /產(chǎn)品創(chuàng)新產(chǎn)品創(chuàng)新 提供了最前端的支持提供了最前端的支持。 2021-7-3

35、1 2.2 性能性能 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)，系統(tǒng)， 基于網(wǎng)格計(jì)算的基于網(wǎng)格計(jì)算的CAE系統(tǒng)，系統(tǒng)， 基于互聯(lián)網(wǎng)的集成化與支持協(xié)同工作的基于互聯(lián)網(wǎng)的集成化與支持協(xié)同工作的 CAE系統(tǒng)系統(tǒng) 2021-7-31 適應(yīng)于超級(jí)計(jì)算機(jī)和機(jī)群并行適應(yīng)于超級(jí)計(jì)算機(jī)和機(jī)群并行 計(jì)算計(jì)算CAE系統(tǒng)系統(tǒng) 每秒百萬億次每秒百萬億次(135萬億次萬億次)的計(jì)算機(jī)系的計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)已經(jīng)問世統(tǒng)已經(jīng)問世,每秒千萬億次的計(jì)算機(jī)與機(jī)每秒千萬億次的計(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計(jì)算平臺(tái)的新

36、型高精度和高效率算法正 迅速發(fā)展。迅速發(fā)展。 新一代的新一代的CAE系統(tǒng)將能夠解算上千萬系統(tǒng)將能夠解算上千萬 階級(jí)方程組，能夠?qū)崿F(xiàn)對復(fù)雜工程產(chǎn)階級(jí)方程組，能夠?qū)崿F(xiàn)對復(fù)雜工程產(chǎn) 品的實(shí)時(shí)和真三維仿真。品的實(shí)時(shí)和真三維仿真。 2021-7-31 基于網(wǎng)格計(jì)算的基于網(wǎng)格計(jì)算的CAE系統(tǒng)系統(tǒng) 互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)將千萬臺(tái)各類計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)將千萬臺(tái)各類計(jì)算機(jī) 連接在一起，連接在一起，專家們正在開發(fā)將互專家們正在開發(fā)將互 聯(lián)網(wǎng)上所有計(jì)算機(jī)硬件、軟件、數(shù)聯(lián)網(wǎng)上所有計(jì)算機(jī)硬件、軟件、數(shù) 據(jù)庫以其連接的實(shí)驗(yàn)設(shè)備統(tǒng)一和有據(jù)庫以其連接的實(shí)驗(yàn)設(shè)備統(tǒng)一和有 效使用的效使用的網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)。隨著這一。隨著這一 技術(shù)的成

37、熟，一定會(huì)出現(xiàn)基于網(wǎng)格技術(shù)的成熟，一定會(huì)出現(xiàn)基于網(wǎng)格 計(jì)算的計(jì)算的CAE系統(tǒng)系統(tǒng) 2021-7-31 基于互聯(lián)網(wǎng)的集成化與支持協(xié)基于互聯(lián)網(wǎng)的集成化與支持協(xié) 同工作的同工作的CAE系統(tǒng)系統(tǒng) 隨著分布式對象集成技術(shù)和網(wǎng)格計(jì)算隨著分布式對象集成技術(shù)和網(wǎng)格計(jì)算 技術(shù)的發(fā)展，以及大型工程和復(fù)雜產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展，以及大型工程和復(fù)雜產(chǎn)品 開發(fā)中實(shí)施并行工程和研究設(shè)計(jì)集團(tuán)的開發(fā)中實(shí)施并行工程和研究設(shè)計(jì)集團(tuán)的 聯(lián)合攻關(guān)，未來的用戶將不再需要單一聯(lián)合攻關(guān)，未來的用戶將不再需要單一 的的CAD、CAE、CAM、CAPP、PDM 和和 ERP產(chǎn)品，它們需要基于互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，它們需要基于互聯(lián)網(wǎng) (JAVA)的、具有行業(yè)特色

38、的、集成化與的、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)。支持協(xié)同工作的的套裝系統(tǒng)。 2021-7-31 大型工程和復(fù)雜產(chǎn)品，例如發(fā)電廠大型工程和復(fù)雜產(chǎn)品，例如發(fā)電廠 化工廠化工廠飛機(jī)飛機(jī)輪輪船、高速列車以及航天船、高速列車以及航天 技術(shù)產(chǎn)品等，它們由數(shù)萬到數(shù)百萬個(gè)構(gòu)件技術(shù)產(chǎn)品等，它們由數(shù)萬到數(shù)百萬個(gè)構(gòu)件 和數(shù)以千計(jì)的設(shè)備組成，其設(shè)計(jì)和數(shù)以千計(jì)的設(shè)備組成，其設(shè)計(jì)分析分析 安裝模擬安裝模擬和運(yùn)行仿真，都要涉及數(shù)個(gè)到數(shù)和運(yùn)行仿真，都要涉及數(shù)個(gè)到數(shù) 十領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員。因此，基于十領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員。因此，基于 Internet和和Grid computing的異地的異地異構(gòu)異構(gòu) 系統(tǒng)下

39、的設(shè)計(jì)系統(tǒng)下的設(shè)計(jì)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對大型工程復(fù)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對大型工程復(fù) 雜產(chǎn)品的全面分析和運(yùn)行仿真，將成為雜產(chǎn)品的全面分析和運(yùn)行仿真，將成為 CAE的一個(gè)十分重要發(fā)展方向。的一個(gè)十分重要發(fā)展方向。 2021-7-31 2.3 軟件技術(shù)軟件技術(shù) 真三維圖形處理與虛擬現(xiàn)實(shí)，真三維圖形處理與虛擬現(xiàn)實(shí)， 基于基于Internet和和Grid computing的面向?qū)Φ拿嫦驅(qū)?象的工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及工程數(shù)據(jù)庫。象的工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及工程數(shù)據(jù)庫。 2021-7-31 真三維圖形處理與虛擬現(xiàn)實(shí)真三維圖形處理與虛擬現(xiàn)實(shí) 計(jì)算機(jī)圖形處理能力近年有了上百倍的計(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

40、法、圖形運(yùn)算提高，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。因此擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)成熟。因此, , CAECAE軟件軟件 的三維實(shí)體建模，復(fù)雜的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)物的三維實(shí)體建模，復(fù)雜的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)物 理場的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)有大發(fā)展。理場的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)有大發(fā)展。 2021-7-31 基于基于Internet和和Grid computing 的面向?qū)ο蟮墓こ虜?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及的面向?qū)ο蟮墓こ虜?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及 工程數(shù)據(jù)庫工程數(shù)據(jù)庫 高性能價(jià)格比的大容量的存貯器高性能價(jià)格比的大容量的存貯器 及高速存取技術(shù)在迅速發(fā)展，及高速存取技術(shù)在迅

41、速發(fā)展， PC機(jī)的硬機(jī)的硬 盤容量很快將由盤容量很快將由GB達(dá)到達(dá)到TB量級(jí)。量級(jí)。 用戶將要求把更多的計(jì)算模型、設(shè)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)庫中。軟件的數(shù)據(jù)庫中。 2021-7-31 Internet和和Grid computing環(huán)境下的數(shù)據(jù)環(huán)境下的數(shù)據(jù) 庫管理系統(tǒng)，必須能夠管理多用戶并發(fā)庫管理系統(tǒng)，必須能夠管理多用戶并發(fā) 存取的存取的、與時(shí)間空間相關(guān)的與時(shí)間空間相關(guān)的、大量大量 非結(jié)構(gòu)化的非結(jié)構(gòu)化的、各、各種類型的數(shù)據(jù)。種類型的數(shù)據(jù)。 高性能的高性能的、基于網(wǎng)格環(huán)境的基于網(wǎng)格環(huán)境的、面向?qū)ο竺嫦驅(qū)ο?

42、的工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)在新一的工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)在新一 代的代的CAE軟件中。軟件中。 2021-7-31 Internet和和Grid computing環(huán)境下的數(shù)據(jù)環(huán)境下的數(shù)據(jù) 庫管理系統(tǒng)應(yīng)該具有關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，面庫管理系統(tǒng)應(yīng)該具有關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，面 向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫及其管理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，支向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫及其管理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，支 持抽象數(shù)據(jù)模型定義，分布式持抽象數(shù)據(jù)模型定義，分布式、異構(gòu)、異構(gòu)、 虛擬計(jì)算環(huán)境與多用戶并發(fā)虛擬計(jì)算環(huán)境與多用戶并發(fā)I/O狀態(tài)下的狀態(tài)下的 數(shù)據(jù)管理，數(shù)據(jù)管理， Internet和和Grid computing環(huán)環(huán) 境下的高級(jí)存儲(chǔ)與查詢語言，訪問權(quán)限境下的高級(jí)存儲(chǔ)

43、與查詢語言，訪問權(quán)限 與數(shù)據(jù)所有權(quán)的保護(hù)，異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的時(shí)與數(shù)據(jù)所有權(quán)的保護(hù)，異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的時(shí)/ 空一致性和有效性檢驗(yàn)，系統(tǒng)異常狀態(tài)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)等下的數(shù)據(jù)一致性恢復(fù)等。 2021-7-31 3.4 用戶界面用戶界面 多媒體用戶界面多媒體用戶界面 智能化用戶界面智能化用戶界面 2021-7-31 多媒體用戶界面多媒體用戶界面 計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)正在迅猛發(fā)展，狹計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)正在迅猛發(fā)展，狹 義的語音輸入輸出已成現(xiàn)實(shí)，計(jì)算機(jī)義的語音輸入輸出已成現(xiàn)實(shí)，計(jì)算機(jī) 視覺系統(tǒng)已能在一定范圍內(nèi)分析體態(tài)、視覺系統(tǒng)已能在一定范圍內(nèi)分析體態(tài)、 眼神和手勢，隱含信息請求的數(shù)據(jù)發(fā)掘眼神

44、和手勢，隱含信息請求的數(shù)據(jù)發(fā)掘 技術(shù)也已冒泡，會(huì)聽、看、說、寫和學(xué)技術(shù)也已冒泡，會(huì)聽、看、說、寫和學(xué) 習(xí)的計(jì)算機(jī)即將聞世，這些多媒體技術(shù)習(xí)的計(jì)算機(jī)即將聞世，這些多媒體技術(shù) 一定會(huì)使未來一定會(huì)使未來CAE軟件的用戶界面具有軟件的用戶界面具有 更強(qiáng)的直觀、直感和直覺性，給用戶帶更強(qiáng)的直觀、直感和直覺性，給用戶帶 來極大便利來極大便利 2021-7-31 智能化用戶界面智能化用戶界面 CAE軟件是一個(gè)多學(xué)科交叉的、綜合軟件是一個(gè)多學(xué)科交叉的、綜合 性的知識(shí)密集型產(chǎn)品，稍大一點(diǎn)的性的知識(shí)密集型產(chǎn)品，稍大一點(diǎn)的CAE軟軟 件都由數(shù)百到數(shù)千個(gè)算法模塊組成，其數(shù)件都由數(shù)百到數(shù)千個(gè)算法模塊組成，其數(shù) 據(jù)庫存放

45、著眾多的設(shè)計(jì)方案、標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，據(jù)庫存放著眾多的設(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)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。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？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)，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將成為用戶界面的重要組成部分。 2021-7-31 3.5 集成化、集成化、專業(yè)化與屬地化專業(yè)化與屬地化 目前多數(shù)還是目前多數(shù)還是單一、孤島式的單一、孤島式的CAD、 CAE、CAM、PDM產(chǎn)品，產(chǎn)品，集成化程集成化程 度不高。度

46、不高。 隨著產(chǎn)品的自主創(chuàng)新和新產(chǎn)品開發(fā)隨著產(chǎn)品的自主創(chuàng)新和新產(chǎn)品開發(fā) 實(shí)施并行工程，企業(yè)將需要與實(shí)施并行工程，企業(yè)將需要與CAD、 CAE、CAM、PDM無縫連接的、具無縫連接的、具 有專業(yè)特色的、有專業(yè)特色的、CAE系統(tǒng)。系統(tǒng)。 2021-7-31 SolidWorks套裝產(chǎn)品 CAD: SolidWorks ( 2-D & 3-D設(shè)計(jì)工具) SolidWorks Office Proffessional ( 3-D建模，協(xié)同設(shè)計(jì)， 設(shè)計(jì)資源（標(biāo)準(zhǔn)件庫、工具庫），PDMWorks) SolidWork Office Premium ( SolidWorks Routing- 制管、配管和布線, COCMOSWorks Designer, COSMOSMotion）。 CAE: COSMOS 分析軟件 COSMOSWorks, COSMOSMotion,COSMOSFloWorks. 基于Internet的咨詢服務(wù). 2021-7-31 滿足專業(yè)化屬地用戶的需求，即國滿足專業(yè)化屬地用戶的需