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国际上数值模拟软件发展呈现出以下一些趋势特征

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发表于 2008-7-15 01:52:02 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
a. 由二维扩展为三维
早期计算机的能力十分有限,受计算费用和计算机储存能力的限制,数值模拟程序大多是一维或二维的,只能计算垂直碰撞或球形爆炸等特定问题。随着第三代、第四代计算机的出现,才开始研制和发展更多的三维计算程序。现在,计算程序一般都由二维扩展到了三维。
b. 从单纯的结构力学计算发展到求解许多物理场问题
数值模拟分析方法最早是从结构化矩阵分析发展而来,逐步推广到板、壳和实体等连续体固体力学分析,实践证明这是一种非常有效的数值分析方法。近年来数值模拟方法已发展到流体力学、温度场、电传导、磁场、渗流和声场等问题的求解计算,最近又发展到求解几个交叉学科的问题。例如内爆炸时,空气冲击波使墙、板、柱产生变形,而墙、板、柱的变形又反过来影响到空气冲击波的传播……这就需要用固体力学和流体动力学的数值分析结果交叉迭代求解,即所谓“流—固耦合”的问题。
c. 从单一坐标体系发展多种坐标体系
数值模拟软件在开始阶段一般采用单一坐标,或采用拉格朗日坐标或采用欧拉坐标,由于这两种坐标自身的缺陷,计算分析问题的范围都有很大的限制。为克服这种缺陷,采用了三种方法,一是两个程序简单组合;二是在同一程序中采用多种坐标体系;三是采用新的计算方法.
d. 由求解线性工程问题进展到分析非线性问题
随着科学技术的发展,线性理论已经远远不能满足设计的要求。诸如岩石、土壤、混凝土等,仅靠线性计算理论就不足以解决遇到的问题,只有采用非线性数值算法才能解决。众所周知,非线性的数值计算是很复杂的,它涉及到很多专门的数学问题和运算技巧,很难为一般工程技术人员所掌握。
e. 增强可视化的前置建模和后置数据处理功能
早期数值模拟计算软件的研究重点在于推导新的高效率求解方法和高精度的单元。随着数值分析方法的逐步完善,尤其是计算机运算速度的飞速发展,整个计算系统用于求解运算的时间越来越少,而数据准备和运算结果的表现问题却日益突出。在现在的工程工作站上,求解一个包含10万个方程的有限元模型只需要用几十分钟。但如果用手工方式来建立这个模型,然后再处理大量的计算结果则需用几周的时间。可以毫不夸张地说,工程师在分析计算一个工程问题时有80%以上的精力都花在数据准备和结果分析上。因此目前几乎所有的商业化数值模拟程序系统都有功能很强的前置建模和后置数据处理模块。在强调“可视化”的今天,很多程序都建立了对用户非常友好的GUI(图形用户界面—Graphics User Interface),使用户能以可视图形方式直观快速地进行网格自动划分,生成有限元分析所需数据,并按要求将大量的计算结果整理成变形图、等值分布图,便于极值搜索和所需数据的列表输出。
f. 与CAD软件的无缝集成
与通用CAD软件的集成使用,即在用CAD软件完成结构设计后,自动生成有限元网格并进行计算,如果分析的结果不符合设计要求则重新进行构造和计算,直到满意为止,从而极大地提高了设计水平和效率。今天,工程师可以在集成的CAD和数值模拟软件环境中快捷地解决一个在以前无法应付的复杂工程分析问题。
g. 工作平台多样化

由于数值软件的开发是一项长期而艰巨的任务,开发一个通用软件是十分困难的,各家开发的软件由于应用背景的不同而各有千秋,随着数值模拟软件商业化的进展,各数值模拟软件公司为扩大市场,追求共同的利润,出现了强强联合的局面。
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发表于 2008-7-15 02:04:36 | 只看该作者
同意,应该加上:基础应用普及化,面向设计员.
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发表于 2008-7-15 02:06:10 | 只看该作者
对!可我等落后了的需要多多指教呀,请多帮忙!
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