CAE(计算机辅助工程)软件是一种强大的工具,旨在通过先进的计算方法来模拟和预测工程设计的性能。这类软件自20世纪60年代起伴随计算机技术的崛起而兴起,最初主要用于结构力学的有限元分析,代表性软件如ABAQUS和ANSYS。随着时间推移和技术迭代,CAE软件逐渐渗透到更多工程分支,不仅限于传统的结构分析,还包括流体力学、热传导、电磁场等多个领域。随着三维建模技术的成熟以及80年代图形处理技术的进步,CAE软件实现了更为直观的三维可视化功能,使得复杂的设计和分析过程变得更为透明易懂。
进入21世纪,CAE软件更趋集成化,不仅能处理单一物理场的问题,还能进行多物理场耦合和多学科综合仿真,有助于解决实际工程中相互关联的复杂现象。与此同时,网络化和云计算技术的融合使CAE软件突破地域限制,工程师可在任意地点利用云端资源开展设计和分析工作,从而大幅提升工作效率。
Infographic: Computational Science & Engineering Building Blocks
rescale.com
当前,CAE软件不仅是现代工程设计流程的核心组成部分,而且随着人工智能和大数据技术的深度融合,其功能和智能化程度正在不断提升,有力推动着工程技术向更高层次迈进。
V模型视角下的CAE在汽车行业的作用在遵循V模型的汽车开发流程中,CAE软件扮演着至关重要的角色,贯穿从概念设计、详细设计到验证测试的各个环节。不同的CAE软件分别服务于车辆安全性、NVH(噪声、振动与不平顺性)、碰撞模拟、空气动力学性能优化、热管理等多个专业技术领域,确保汽车产品的高品质与高性能。
根据V模型,在汽车开发过程中涉及到不同领域和软件
https://www.researchgate.net/
国际权威组织NAFEMS作为CAE领域的重要推手,NAFEMS(国家有限元方法与标准机构)是一个全球范围内的非盈利组织,成立于1983年,总部设在英国,拥有来自全球各地的1000多个会员单位。NAFEMS的核心使命是促进工程仿真与CAE技术的标准化、教育培训、技术交流与国际合作。
通过举办研讨会、培训班、技术大会等活动,NAFEMS搭建了一个共享知识、增进交流的国际平台。不仅如此,该组织还制定了大量的技术指南、行业标准和最佳实践案例,为工程师和科研人员在CAE实践中提供专业指导。加入NAFEMS的成员不仅可以及时掌握最新技术动态和行业趋势,还可以通过合作网络增强自身的工程仿真能力和市场竞争力。
全球CAE软件公司
开源CAE软件的价值与挑战开源CAE软件在工程界中引发了热烈讨论,它的出现既带来了机遇也伴随着挑战。开源软件凭借免费获取、高度可定制和透明开放的特点,为许多开发者和使用者提供了极大的灵活性。然而,对比商业CAE软件,开源软件可能在用户体验、售后服务、公认的最佳实践、基准测试、详尽文档、正规培训以及未来规划等方面存在不足。
尽管如此,开源CAE在虚拟原型设计领域的价值不容忽视,尤其在学术研究和特定项目中,开源软件的应用可以降低初期成本、鼓励创新思维,并通过社区共建的方式推动工程技术的边界向前拓展。未来的开源CAE发展将有望弥合现有差距,结合工业界和学术界的共同努力,塑造一个更加开放、普惠和高效的工程仿真环境。
Source: CFD support
CAE Open Source Simulation SolversBasilisk
http://basilisk.fr/
Calculix
http://www.calculix.de
CaNS
https://github.com/p-costa/CaNS
Cast3M
http://www-cast3m.cea.fr/index.php
code_aster
https://code-aster.org
code_saturne
https://www.code-saturne.org/cms/web/
Coolfluid
https://github.com/andrealani/COOLFluiD
deal II
https://www.dealii.org/
DualSPHysics
https://dual.sphysics.org/
Elmer
https://www.csc.fi/web/elmer
FDS
https://pages.nist.gov/fds-smv/
FeenoX
https://seamplex.com/feenox/
FEniCS
https://fenicsproject.org
Firedrake
https://firedrakeproject.org/
Flexi
https://www.flexi-project.org/
Fluidity
https://fluidityproject.github.io/
foam-extend
https://sourceforge.net/projects/foam-extend/
FreeFEM
https://freefem.org/
GetFEM
http://getfem.org/
GetDP
https://getdp.info/
Gerris
http://gfs.sourceforge.net/wiki/index.php/Main_Page
Goma
https://www.gomafem.com/
Gridap
https://github.com/gridap/Gridap.jl
HiFiLES
https://hifiles.stanford.edu/
IC-FERST
http://multifluids.github.io
insightCAE
https://silentdynamics.de/en/oss-cae/
Kratos
https://github.com/KratosMultiphysics/Kratos
lethe
https://github.com/lethe-cfd/lethe
Liggghts
Liggghts
MFix
https://mfix.netl.doe.gov/
MFEM
https://mfem.org/
MFront
https://thelfer.github.io/tfel/web/index.html
MODFLOW
https://www.usgs.gov/software/modflow-6-usgs-modular-hydrologic-model
MOFEM
http://mofem.eng.gla.ac.uk/mofem/html/
Nek5000
https://nek5000.mcs.anl.gov/
Nektar++
https://www.nektar.info
NGSolve
https://ngsolve.org/
Nutils
http://www.nutils.org/en/stable/
ONELAB
http://onelab.info/wiki/ONELAB
OOFEM
http://www.oofem.org/
OpenFOAM.com
https://www.openfoam.com
OpenFOAM.org
https://www.openfoam.org
OpenLB
https://www.openlb.net/
OpenModelica
https://openmodelica.org/
OpenPTV
https://www.openptv.net/
OpenRadioss
https://www.openradioss.org/
OpenSBLI
https://opensbli.github.io/
PALABOS
https://palabos.unige.ch/
PARIS Simulator
http://www.ida.upmc.fr/~zaleski/paris/
PrePoMax
https://prepomax.fs.um.si/
PyFR
http://pyfr.org/
QMesh
https://www.qmesh.org/
Range
https://www.range-software.com/
REEF3D
https://reef3d.wordpress.com/
ROSS
https://ross.readthedocs.io/en/latest/index.html
Semtex
Semtex
SfePy
http://sfepy.org/doc-devel/index.html
Sparselizard
http://www.sparselizard.org/
SU2
https://su2code.github.io
UCNS3D
https://ucns3d.com/
Xcompact3d
https://github.com/xcompact3d
Z88
https://en.z88.de/
CAE Mesh creatio
CFmesh
https://sourceforge.net/projects/cfmesh/
Construct2d
https://sourceforge.net/projects/construct2d/
ENGRID
https://github.com/enGits/engrid/wiki
GMSH
http://www.geuz.org/gmsh/
Netgen
https://sourceforge.net/projects/netgen-mesher/
snappyHexMesh (OpenFOAM)
https://www.openfoam.org
Tetgen
http://wias-berlin.de/software/tetgen/
Triangle
http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.html
CAD, geometry operations, preprocessing
Blender
http://www.blender.org/
DeclaraCAD
https://declaracad.com/
DesignSPHysics
https://design.sphysics.org/
FreeCAD
https://www.freecadweb.org/
LibreCAD
https://librecad.org/
JSketcher
https://github.com/xibyte/jsketcher
MeshLab
https://www.meshlab.net
OPEN CASCADE
https://www.opencascade.com/
OpenSCAD
https://openscad.org/index.html
OpenVSP
http://openvsp.org/
PyGeM
https://github.com/mathLab/PyGeM
QBlade
https://qblade.org/
QCAD
https://www.qcad.org/en/
Salome
http://www.salome-platform.org
SUAVE
https://suave.stanford.edu/index.html
TiGL
https://dlr-sc.github.io/tigl/
CAE Postprocessing
Gnuplot
http://www.gnuplot.info/
ParaView
http://www.paraview.org/
VisIt
https://visit-dav.github.io/visit-website/
Math & data analysis
GeoGebra
https://www.geogebra.org/
GNU Octave
https://www.gnu.org/software/octave/
OpenTURNS
https://openturns.github.io/www/index.html
Scilab
https://www.scilab.org/
CAE Scripting
Bash
https://en.wikipedia.org/wiki/Bash_(Unix_shell)
Python
https://en.wikipedia.org/wiki/Python_(programming_language)
Get into Python
https://jobtensor.com/Tutorial/Python/en/Introduction
preCICE
https://precice.org/