工业软件三座大山之一:全球CAE公司一览原创

智慧创造之家 2024-05-23 08:37:24
概述与历史沿革

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 Solvers

Basilisk

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/

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