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1、工程计算软件系统第一讲工程计算软件系统第一讲- -常用常用CAECAE软件介绍软件介绍连志强常用CAE软件系统介绍n通过这节课我们应该：n了解常用工程计算软件的分类；n记住常用工程计算软件的名字及主要功能 ；n了解一些行业专用的工程计算软件。常用CAE软件系统分类通用类软件系统可对多种类型的工程和产品的 物理力学性能进行分析、模拟、预测、评价和 优化，以实现产品技术创新。这类软件以覆盖 的应用范围广而著称； 专用类软件系统针对特定类型的工程或者产品 所开发的用于产品性能分析、预测和优化的软 件。这类软件因在某个特定领域的应用而见长 ；通常分类常用CAE软件系统分类（2）n求解器类软件n前后处理
2、类软件按功能分类n面向结构领域的软件n面向流体力学领域的 CFD软件n多物理场耦合软件按应用领域分类1.1 通用类软件系统n美国MSC公司的Nastran、marc软件n美国ANSYS公司的Ansys软件n美国ABAQUS公司的Abaqus软件（就是以前的HKS公 司）n美国ADINA 公司的Adina软件n美国LSTC公司的Ls-Dyna软件nALGOR公司的Algor软件nComsol系列软件n美国EDS公司的I-deas软件n法国ESI groups软件系统n大连理工自主研发的SiPESC软件专用类软件系统（1）n计算流体力学类软件nFluent软件nStar-CD软件nCFX软件nES
3、I CFDRC软件nPHOENICS软件n钢结构类软件nHypersteel软件 CADs公司开发的钢架绘制和设计 软件nXsteel软件芬兰Tekla公司开发的钢结构分析系统专用类软件系统（2）n建筑结构类软件nREI公司的Staad软件nSap nonlinearn中国建研院PKPM软件nLUSAS FEA软件nCSI 公司ETABS软件nCSI 公司SAFE软件基础和楼板设计软件n结构动力分析软件nRecurdyn软件nDymola软件专用类软件系统（3）n优化类软件nIsight软件nOptishape软件nGENESIS软件VR&D公司的专业的结构分析与优化 软件系统nDOT软件VR
4、&D公司的基于梯度理论的优化求解器n转子动力学软件 Samcef/Rotor比利时SamTech公司开发的转子系统的建 模，阻尼与无阻尼转子临界转速、转子稳定性、不平衡 响应分析及瞬态响应分析、弯扭耦合分析软件系统 专用类软件系统(4)n声场分析软件nLMS公司的Sysnoise软件nMSC公司的Actran软件n电磁场分析软件nAnsys公司的Emag和FEKO软件nAnsoft公司的Maxwell软件n铸造类软件nSuperformMarc的专业应用版，用于部件 制造过程的模拟及优化nSuperforge锻造过程模拟软件前后处理软件系统nMSC公司的Patran软件nAltair公司的Hy
5、permesh软件通用网格剖分程序nEDS公司的Femap软件通用网格剖分程序nSamTech公司的Samcef/Field软件nCAE-Beta公司的ANSA软件nCeetron公司的Glview-Pro软件nCEI公司的Ensight软件nTecplot软件通用数据处理软件nOASYS软件Ls-Dyna的前后处理系统nGambit软件Fluent的前处理软件系统nXYZ公司的TrueGrid有限元网格剖分软件nPointwise公司的Gridgen软件CFD网格剖分软件nETA公司的FEMB软件Ls-Dyna的前后处理软件MSC公司软件系统nMSC公司是全球最大的PLM产品供应商，其产品主
6、要 有：nPatran通用前后处理系统，nNastran通用有限元分析系统nMarc非线性有限元分析系统nFatigue疲劳寿命分析系统nDytran碰撞、接触等瞬态非线性分析系统nAdams机构仿真系统nVisual Nastran 4D机构/结构运动仿真分析软件nFEA.AFEAMarc和patran联合组成的软件nSOFY面向工程的有限元前后处理器nOptishape/Construct-结构优化模块ANSYS软件系统nANSYS是一个功能强大的有限元分析与优化设计系统，可用来求 解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。已广泛应用于航空 航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重
7、型机械 、微机电系统、运动器械等领域。主要产品有：nMechanical-ansys结构分析模块nCFXansys流体动力学分析模块nEMAGansys电磁场分析模块nFEKOansys大尺寸高频电磁场分析模块nWorkbenchansys协同仿真环境nICEM-CFDansys CFD的前后处理器nDesignModeleransys全参数化实体建模模块nDesignXplorer VTansys优化模块nTurboGrid涡轮机械叶栅通道网格划分nBladeGen交互式涡轮机械叶片设计nCivilFEM土木工程专用分析模块nFe-Safeansys高级疲劳分析模块ABAQUS软件nABAQ
8、US通用线性/非线性分析软件，包括十分丰富 的、可模拟任意实际形状的单元库，并与之对应拥有 各种类型的材料模型库，可以模拟大多数典型工程材 料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合 材料、钢筋混凝土、可压缩有弹性的泡沫材料以及类 似于土和岩石等地质材料。主要模块有：nABAQUS/CAE通用前处理模块 nABAQUS/Standard 通用分析模块nABAQUS/Explicit 显式分析求解模块nABAQUS/Aqua 海洋平台、管道和海底电缆系统 提供波动载荷、拖力和浮力的计算 nABAQUS/Design 设计灵敏度分析模块 Adina软件nADINA是由Bathe开发的著名的有限
9、元分析程 序，可以求解固体，流体，固-液耦合，热等问 题。包括模块有：nADINA结构分析模块nADINA-F流体分析模块nADINA-AUI前后处理模块nADINA-FSI流固耦合分析模块nADINA-T热分析模块nADINA-TMC热结构耦合分析模块nADINA-TRANSOR 与CAD系统LS-DYNA软件系统nLS-DYNA是世界最著名的以显式为主、隐 式为辅的通用非线性动力分析有限元程序， 特别适合求解各种二维、三维非线性结构的 高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性动力冲 击问题。同时可以求解传热、流体及流-固 耦合问题。Algor软件n以著名的SAP软件为基础发展而来，最早被称 为Su
10、per SAP，包括静力、动力、流体、热传 导、电磁场、管道工艺流程设计等 ，有众多的 分析模块，可以满足不同行业的需要。主要模 块有：nMultiphysics，MEMS，inCAD，PipePak， Civil等。Comsol Multiphysics软件n即为原来的FEMLAB软件，为多重物理场耦合分析软件系统。基 本模块中特色模块： 燃料电池 ( Fuel Cell ) 光电 (electronic optic ) 微机电 ( MEMS ) 两相流 ( Two Phase Flow ) 热传 ( Heat Transfer )专用模块： 化工模块 ( Chemical ) 结构分析模块
11、 (Structural mechanics ) 电磁模块 ( Electromagnetics ) 热传 (Heat Transfer Module) 微机电 (MEMS Module) 地球科学 (Earth Science Module I-deas软件nI-DEAS是美国SDRC公司(现被ugs公司收购） 推出的功能强大的设计软件，可以提供从产品 概念、产品造型、产品仿真、产品测试、产品 加工直至逆向工程的全部功能。 其有限元分析功能也十分强大，包括结构分 析，流体动力学分析，注塑成型分析，声学 分析等。 ESI系列软件nESI集团是全球首屈一指的材料物理学数值模拟原型和 制造流程供应
12、商。其主要产品有：n PAM-CRASH 2G 基于显式有限元算法的计算机三 维碰撞冲击仿真模拟系统 nPAM-STAMP 2G 板金成形过程的有限元计算机模拟 系统nPAM-SAFE 2G 基于有限元算法的汽车被动安全性模 拟分析系统 nPAM-FLOW 空气动力分析软件，适用范围从涡轮机 到汽车阻力系数。 nPROCAST铸造模拟软件 nPAM-OPT 优化软件包 SiPESC软件nSiPESC（Software Integration Platform for Engineering and Scientific Computation，工程与科 学计算集成化软件平台）由大连理工大学运载
13、工程 与力学学部/工业装备结构分析国家重点实验室研发 的面向工程与科学计算的集成软件系统，目的是构 建适用于计算力学的科学研究和工程应用的公共服 务软件平台。软件平台将以共享/开源的形式向研究 单位及人员提供技术支持。n网址www.sipesc.org提供手册及试用版下载Fluent软件nFLUENT软件采用基于完全非结构化网格的有限体积 法，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂 流动。FLUENT软件包含三种算法：非耦合隐式算法 、耦合显式算法、耦合隐式算法。主要模块有：nPOLYFLOW采用有限元法的CFD软件，专用于 粘弹性材料的流动模拟 nFIDAP适合解决从不可压缩到可压缩范围
14、内的复 杂流动问题nGAMBIT面向CFD分析的高质量的前处理器，其 主要功能包括几何建模和网格生成nTGRID专业的完全非结构化网格生成软件 nG/turbo针对叶轮机械前处理器，可以快速高效生 成叶轮机械网格nFloWizard面向工程的CFD软件，操作简单。Star-CD软件n基于有限体积法的，最初是由流体力学鼻祖-英 国帝国理工大学计算流体力学领域的专家开发 ，占有市场CFD市场份额的35%，可求解牛顿 流体、非牛顿流体；稳态、非稳态；层流、湍 流；可压缩、不可压缩流动；辐射、传热、传 质；拉格朗日多相流、欧拉多相流；自由表面 模拟；燃烧及化学反应等 CFX软件nCFX是全球第一个通过
15、ISO9001质量认证的大 型商业CFD软件，是英国AEA Technology 公 司开发，2003年被ANSYS公司收购。主要模块 有： nICEM-CFD前处理模块nBladgen交互式涡轮机械叶片设计工具nTurboGrid旋转机械叶片网格生成软件nTascflow旋转机械工程CFD软件CFDRC软件n是CFDRC公司（CFD Research Corporation）开发的三 维计算流体力学软件。广泛地被用在空气动力学(如飞机 流场、汽车流场)、 工业工程及建筑通风设计、半导体 设计、流场结构耦合计算、流场-结构-电场耦合计算，导 弹力学分析等等。主要模块有：n CFD-FASTRA
16、N 专为航空航天领域设计的可压缩 流动的CFD软件 nCFD-GEOM 前处理系统nCFD-ACE+为电子领域的研究设计提供的专业电子 散热/电磁兼容模拟分析软件 nCFD-Micromesh 为微电子领域设计的高度自动化 的建模及网格生成软件 nCFD-VIEW 通用后处理软件 PHOENICS软件nPHOENICS是模拟传热学与流体力学的通用 CFD软件 。适用于零维、一维、二维、三维、 稳态、非稳态 分析。可分析可压缩与不可压缩 流体，包括非牛顿流、多孔介质中的流动，传 导、传热等以及亚音速，超音速，跨音速模拟 。Staad软件nREI公司开发的静力、动力、失稳、非线性、 瞬态动力反应、稳态动力反应、地震反应 分析系统。还包含了各种非线性本构关 系。CSI公司系列软件nETABS房屋建筑结构分析与设计软件，是全 球公认的高层结构计算程序，包含多个国家的 建筑规范；nS
