word元计算----国内外有限元软件的模块分析6.1、ANSYS 的模块分析ANSYS 是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流 体、电力、电磁场与碰撞等问题因此它可应用于以下工业领域： 航空航天、 汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器 械等图 3-1 ANSYS 的模块分类ANSYS CFX 是全球第一个通过 ISO9001 质量认证的大型商业 CFD 软件，拥有诸如气蚀、多孔介质、相间传质、非牛顿流、动静干预、真实气体等大批实用模型，可解决航空航天、旋转机械、能源、石油化工、机械制造、汽车、生物技 术、水处理、火灾安全、冶金、环保等领域中的大量物理问题ANSYS CFX 可以解决以下物理问题： 可压与不可压流体；耦合传热； 热辐射； 多相流；粒子输送过程；化学反响和燃烧CFX 自从被纳入 ANSYS 产品大家族后，不到得到改良和完善，目前不需要第三方工具，能与 ANSYS 结构软件直接进展各种流固耦合分析另外，CFX 可 以为旋转机械客户提供从设计，网格，求解到后处理的专业解决方案POLYFLOW 用于塑料、树脂等粘弹性材料的流动模拟，可解决关于挤出成 型、吹塑成型、拉丝、层流混合、涂层过程中的流动与传热和化学反响问题。
也 可用于模拟聚合物问题的流动，可进展聚合物熔化、石油、洗涤剂、印墨、悬浮 物、泥土、液态食品原料与熔融玻璃的流动模拟POLYFLOW 具有以下特点：POLYFLOW 具有多种多样的粘性模型、内容丰富的粘弹性材料库，这个数 据库每年都在不断地进展更新；POLYFLOW 在模拟复杂的流变特性流体或者粘弹性流体的时候，主要具有 三种模型：广义牛顿模型；屈服应力模型；粘弹性模型 (拥有多种可扩展的特性)；POLYFLOW 应用X围极其广泛：热传输；挤出成型；共挤出成型；吹塑成 型；流涎薄膜；纺丝；热成型；涂复成型；模压成型；共混；反响加工；渗流； 玻璃熔炉中的流动；轮胎面的制造与设计；其它FLUENT 用来模拟从不可压缩到高度可压缩X围内的复杂流动，能够准确 地模拟无粘流、层流、湍流灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术与 成熟的物理模型，使 FLUENT 在转捩与湍流、传热与相变、化学反响与燃烧、 多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应 用FLUENT 具有如下特点：FLUENT 软件采用基于完全非结构化网格的有限体积法，而且具有基于网格节点和网格单元的梯度算法；FLUENT 软件具有强大的网格支持能力，支持界面不连续的网格、混合网 格、动/变形网格以与滑动网格等；FLUENT 软件还拥有多种基于解的网格的自适应、动态自适应技术以与动 网格与网格动态自适应相结合的技术。
FLUENT 软件中的动/变形网格技术主要解决边界运动的问题，用户只需指 定初始网格和运动壁面的边界条件，余下的网格变化完全由解算器自动生成网 格变形方式有三种：弹簧压缩式、动态铺层式以与局部网格重生式其局部网格 重生式是 FLUENT 所独有的，而且用途广泛，可用于非结构网格、变形较大问 题以与物体运动规律事先不知道而完全由流动所产生的力所决定的问题Airpak 面向 HVAC〔供暖通风和空气调节〕领域工程师的专业人工环境系统 分析软件，可以准确地模拟所研究对象内的空气流动、传热和污染等物理现象 应用领域：建筑、汽车、楼宇、化学、环境、加工、采矿、造纸、石油、制药、电站、办公、半导体、通讯、运输等行业Icepak 面向工程师开发的专业电子产品热分析软件，可以模拟自然对流/强 迫对流/混合对流、热传导、热辐射、层流/湍流、稳态/非稳态等流动现象应用领域：通讯、计算机、通用电器、汽车与航空电子设备等领域 Mixsim 具有多种桨叶处理模型，包括黑箱模型、多重参考系模型、滑移网格模型，可以计算多种搅拌问题，如单相流体、混合物、泥沙、带有化 学反响 的搅拌问题等在计算完成之后，能够直接得到叶片上的扭矩，以与转动所需要的功率。
应用领域：风电、计算机、汽车、电站等领域Blade-Gen 为叶片设计工程师提供了使用方便、功能强大的叶片设计工具， 还为客户提供了有各种工业常见的叶片模扳，可以直接调用应用领域：涡轮机械〔叶片〕Coolsim 面向数据中心的大量计算设备的制冷审核服务软件，其制冷目标是 为放置设备的支架柜提供足够的特定可承受温度X围内的冷空气应用领域：有大量计算设备包括服务器，通讯设备和存储设备的数据中心等 CART3D 是 NASA 研究中心开发的专门用于飞行器概念和初步设计的气动设计软件CART3D 求解可压的无粘欧拉方程，适用于亚、跨、超音速等各种流 速的外气动分析应用领域：航空航天、飞机制造等Flow lab 是定位于帮助教授流体力学和运输现象的一个计算流体力学(CFD) 软件包应用领域：高校有限元教学ANSOFT 是以电磁技术为核心的专业电子设计自动化〔EDA〕软件，是全 球最大的专业射频/微波、信号完整性/电源完整性、电磁兼容和电磁干扰、电磁 场与机电元件与系统仿真软件应用领域：航空航天、国防、集成电路、通讯、电机、汽车、船舶与机电系 统设计HFSS 是帮助工程师们高效地设计各种高频结构的软件，包括：射频和微波部件、天线和天线阵与天线罩，高速互连结构、电真空器件，研究目标特性和系统/部件的电磁兼容/电磁干扰特性，从而降低设计本钱，减少设计周期，增强竞 争力。
应用领域：航空、航天、电子、半导体、计算机、通信等多个领域 Simplorer 是一个功能强大的跨学科多领域的高性能系统仿真软件 应用领域：航空航天、电力电子装置与系统、汽车电子与系统、船舶装置与控制系统、军事装备仿真Q3D 结合 HFSS、Ansoft Designer 以与 Nexxim 为高速、高性能互联设计提 供全面电磁解决方案包括 IC 封装〔如引脚、bond wires〕、PCB 板布线与各种 连接器、接插件、电缆、传输系统设计对 IC 设计中的关键元件如平面螺旋电 感、通孔、连线、片上电容等实现设计优化、虚拟仿真，并最终达到一次成功应用领域：高性能半导体行业Ansoft Designer 第一个将高频电路系统、版图和电磁场仿真工具无缝地集成 到同一个环境的设计工具，实现了“所见即所得〞的自动化版图功能，版图与原 理图自动同步，大大提高了版图设计效率应用领域：频率合成器，锁相环，通信系统，雷达系统以与放大器，混频器， 滤波器，移相器，功率分配器，合成器和微带天线等Maxwell 3D 业界最优的高性能三维电磁设计软件可以分析涡流、位移电流， 得到电机、母线、变压器、线圈等电磁部件的整体特性。
同时也可以给出整个相 位的磁力线、B 和 H 分布图、能量密度、温度分布等图形结果应用领域：传感器、激励器、电动机、变压器、以与其他工业控制系统SIwave 是解决高速开关所产生的谐振、电源/地反弹、同步开关噪声、反射与线间耦合与板间耦合等问题的全波整板分析工具 应用领域：产生各种电磁高频的领域Nexxim 是针对射频/数模混合集成电路以与高性能信号完整性等领域应用领域的新一代产品应用领域：产生各种集成电路的领域Maxwell 2D 是一个功能强大、结果准确、易于使用的二维电磁场有限元分析软件应用领域：激励器、传感器、电机以与永磁体等TPA 是为 IC、封装和系统设计人员提供的专门工具，让工程师在投产之前 就能准确地确定整个封装的电器性能应用领域：半导体行业ANSYS ASAS 为海洋结构工程师提供了近海结构物设计建造方面广泛的分析功能应用领域：自升式钻井船、混凝土重力式海洋平台、浮式生产储油船〔FPSO〕、X力腿平台、半潜式海洋平台以与船舶等ANSYS TAS 热分析系统是一个计算机设计系统，模拟几乎所有的热问题应用领域：产生热问题的领域ANSYS Rigid Dynamics 是柔性体动力学〔瞬态动力学〕分析软件、可用于模拟由运动副和弹簧连接起来的刚性组织的动力学响应。
应用领域：结构力学领域6.2、ADINA 的模块分析ADINA 是一个单机系统的程序，用于进展固体、结构、流体以与结构相互 作用的流体流动的复杂有限元分析可为固体、桁架、梁、管道、金属板、壳体 和缝隙提供了多样化和通用的有限元，材料模型有金属、土壤与岩石、塑料、橡 胶、织物、木材、陶瓷和混凝土可选图 3-2 ADINA 的模块分类ADINA-F 是计算流体动力学求解模块可用于求解稳态/瞬态、层流/湍 流、有限元/控制体积(Lagrange/Euler/ALE 物质与参考构形关系) 、牛顿/非牛顿 流体、不可压缩流动、微可压缩流动、低速可压缩流动、高速可压缩流动、各种 湍流模型、自然/强迫对流、气/液相变、气蚀等问题应用领域：机械工业〔压缩机流固耦合瞬态流场计算、水轮机导叶在水中模态计算〕、汽车工业〔汽车风阻系数的计算〕、航空航天工业〔高马赫数流动分析、 旋转机械流场分析〕、石油化工〔流致管道失稳计算、罐体晃动流固耦合计算〕、 生物医学〔动脉瘤中的血液流动、粒细胞在毛细血管中的运动和变形〕、岩土工 程〔瞬态非饱和渗流计算、基坑降排水过程模拟〕材料加工〔吹塑成形〕等ANDIN-T 是热分析模块 。
可用于求解稳态/瞬态、热传导/对流/辐射、相 变、流体介质中的辐射〔几何示踪理论〕、焦耳热、用户自定义热属性等问题应用领域：汽车工业〔刹车盘刹车过程中的摩擦热和应力计算、车灯流体辐射热分析〕、材料加工〔油底壳零件成形〕等ADINA-TMC 是热/结构耦合分析模块可用于求解热应力、塑性功热转化/ 摩擦生热、热电耦合、压电分析等问题应用领域：汽车工业〔刹车盘刹车过程中的摩擦热和应力计算、汽车转向杆 橡胶接触大变形分析、刹车防抱死系统工作过程仿真〕、材料加工〔U 型零件成 形〕、密封器械〔发动机垫片密封状态分析、环形密封圈密封压力计算〕等ADINA-FSI 是流体/结构耦合分析模块可用于求解势流体与结构耦合求解、 不可压缩流体/微压缩流体/低速可压缩流体/高速可压缩流体与结构耦合求解、 各种流体与多孔介质材料的耦合问题，是功能最强大的求解流体耦合问题的商业软件应用领域：机械工业〔压缩机流固耦合瞬态流场计算、水轮机导叶在水中模 态计算〕、汽车工业〔汽车风阻系数的计算〕、航空航天工业〔高马赫数流动分析、 旋转机械流场分析、循环对称结构非线性模态分析〕、石油化工〔罐体晃动流固 耦合计算〕、生物医学〔动脉瘤中的血液流动、粒细胞在毛细血管中的运动和变 形、动脉阀的工作过程〕、岩土工程〔瞬态非饱和渗流计算、基坑降排水过程模 拟、瞬态非饱和渗流计算〕、材料加工〔吹塑成形、油底壳零件成形〕、密封器械〔应用流固耦合计算密封性能〕、减震阻尼〔阀片运动过程中流固耦合计算〕等。
6.3、ABAQUS 的模块分析ABAQUS 是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的X围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题可以模拟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、可压缩超弹性泡沫 材料以与土壤和岩石等地质材料 ABAQUS 除了能解决大量结构〔应力 / 位 移〕问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题，例如热传导、质量扩散、热电 耦合分析、声学分析、岩土力学分析〔流体渗透 / 应力耦合分析〕与压电介质 分析ABAQUS 有两个主求解器模块— ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/ExplicitABAQUS还 包含一个全面支持求解器的图形用户界面，即人机交互前后。