中国CAE的创新实践
陆仲绩：自主CAE软件产业的功亏得失
建立有自主知识产权的CAE软件产业正文 CAE技术在制造业和国民经济中用途广泛，是技术人员所必须掌握的实用技能。
扶植CAE软件产业可从传统制造业的需求，满足装备制造业发展需求为导向的改变经济发展方式上去理解，同时也可在国际CAE软件市场上占有经济发展创新能力和国家战略安全的话语权方面来提高认识。
先进的CAE软件系统是衡量整个国家计算力学水平的标志，人们不仅看其理论研究成果如何，更会关注其分析软件系统应用于国民经济的实际作用和能力。
建立有自主知识产权的CAE软件产业是中国科技和企业界多年的梦想，每当中国经济发展的重要时期都会重提这一话题。
扶植软件产业可从改变经济发展方式上去理解，然而CAE软件的模拟仿真分析能力已经成为企业进行创新设计的重要工具，也正在成为与理论研究和物理实验同等重要的研究手段。
建立有自主知识产权的中国CAE软件产业的实质不仅仅是开发出一些产品，而是要建立起CAE软件产品能够良性发展和不断提高先进制造业竞争能力的产业链，在国际CAE软件市场上占有经济发展创新能力和国家战略安全的话语权。
一. 发展CAE软件产业符合国家长期战略目标当感叹“与国际计算力学软件相比，我国计算力学软件的发展规模及水平仍然有很大的差距，在整体功能与性能上还无法与国外同类产品竞争。
”的时候，美国人依然认为“目前只有很小一部分有潜力的计算科学领域被实现，影响了美国在科学和工程技术中的卓越地位”，“．．．使国家在今后的日子里保持竞争力的领导地位、发展计算科学所必需的”。
美国政府确实重视有关CAE 技术的前沿研究课题，从60年代初开始在NASA的宇航计划中就要求利用计算机进行仿真分析。
在以后的日子里更是数次将“计算机仿真与建模”列为优先发展的“服务于国家利益的关键技术”。
遇到“像在航空领域，有一些CAE软件，我们还没有提出买源码，只是希望把软件买过来装在我们的曙光服务器上，与机器一起销售，外国公司都不同意，做软件代理也不行，他要垄断整个行业。
汽车产品设计制造中CAE技术的运用
汽车产品设计制造中CAE技术的运用1. 引言1.1 汽车产品设计制造中CAE技术的重要性在汽车产品设计制造过程中，CAE技术扮演着至关重要的角色。
CAE技术是计算机辅助工程的缩写，通过数值模拟方法和计算分析技术，可以对汽车产品进行多方面的设计、优化和验证，从而提高产品设计质量、缩短产品开发周期，降低产品研发成本。
CAE技术在汽车产品设计阶段的应用能够帮助工程师们进行结构强度、刚度、耐久性等方面的分析，预测产品在不同工况下的应力和变形情况，有效避免设计缺陷和隐患，提高产品的安全性和可靠性。
CAE技术在汽车产品制造阶段的应用可以帮助工程师优化且精准控制生产过程，减少废品率，提高生产效率并降低生产成本。
通过仿真模拟，可以提前发现潜在的生产问题，并及时调整生产方案。
CAE技术在汽车产品设计制造中的应用不仅提高了产品的设计质量和生产效率，还推动了汽车行业的技术创新和发展。
随着CAE技术的不断发展与进步，相信将为汽车行业带来更多的突破和发展机遇。
2. 正文2.1 CAE技术在汽车产品设计阶段的应用在汽车产品设计阶段，CAE技术的应用是非常关键的。
CAE技术可以帮助设计师快速准确地进行各种仿真分析，包括结构强度、热分析、流体动力学等，从而在设计阶段就能及时发现和解决问题，避免在后期制造和测试阶段造成成本和时间的浪费。
CAE技术可以通过虚拟原型的建立和测试，帮助设计师进行设计优化，提高产品设计的效率和质量。
通过CAE技术的应用，设计师可以在电脑上模拟各种复杂条件下的情况，快速评估各种设计方案的可行性和优劣，在实际制造之前就能够找出最佳的设计方案，从而提高产品的性能和可靠性。
CAE技术还可以帮助设计师进行多学科的优化设计，同时考虑结构、热功能、声学等多个方面的影响，从而实现产品的综合性能优化。
通过CAE技术的应用，设计师可以更加全面地了解产品的性能特点，并且在设计阶段就能够做出更加科学和合理的决策，从而提升产品的竞争力和市场表现。
发展自主CAE软件的创新模式
但现在 的软 件必须是海、 空全方位 立体作 战系 陆、 统； 靠一家之长来成功开发商业 Ｃ Ｅ软件系统相当 Ａ
困难 ．
人员深有体会 ： 有些软件 即使 出高价 ， 国也不肯 美 卖； 而欧洲的某些国家 由于有 自主的软件 ， 他们竟然 可 以免 费得 到美 国的 同类 软 件 ． 国应 该 在 国 家层 中 面关注 自主 Ｃ Ｅ产业建设 ， Ａ 只有提 高 自身能力 ， 才
国外商业软件宣称可以提供水下爆炸模拟仿真的功
能， 然而真正可以使用到实船设计 的水下爆 炸 Ｃ Ｅ Ａ 软件被严格控制出 口到中国， 即使 到美 国访问的中
国学者也 被 严格 限制 接触 该 类 软 件 ． 类 软 件 出 口 该
到 其他 美 国 同盟 国家 也必 须经 过美 国国会 批 准．
国外主流 Ｃ Ｅ软件人性化的交互使用界面、 Ａ 规 范方便的软件接 口、 成熟可靠 的求解算法 ， 对个体使 用者非常有吸引力． 目前 ， 在工程领域 ， 特别在教学
实践中， 国内 尚没 有 比国外 主流软 件更 方便 、 更流 行
业的成长 ， 这其中有许多可借鉴之处． 在 自主 Ｃ Ｅ软件的发展过程 中， Ａ 我国有独立开 创有 限元法并奠定其数学基础的基础理论 ， 有突破 传统经典理论 的辛理论体系和数值方法 ， 更有无数
ｓｆ ａ ｅａ ｄ ｉｄ ｓｒ ｎ Ｃ ｉａｓ ｏ ｌ ｅｄ ｖ ｌｐ ｄｆｏ ｔｅａ ｐ ｃｓｓ ｃ ｓｑ ａｉ ｔｎ ａｄ ｆ ｏｔ ａｅ ｏｔ ｒ ｎ ｎ ｕ ｔ ｉ ｈｎ ｈ ｕｄ ｂ ｅ ｅｏ ｅ ｒｍ ｓ ｅ ｔ ｕ ｈ ａ ｕ ｔ ｓ ｄ ｒ ｓｏ ｆ ｒ ｗ ｙ ｈ ｌ ｙ ａ ｓ ｗ ｓｓｅ ａ ｄ ｉｔｇａｅ ｙｔｍ ｎ ｉｅ ｒｎ ｆｕ ｉｅ ｏｔ ｒ ， ａ ｄ ｔｅ ｂｅ ｋｈｏ ｇ ｓ ａ ｄ ｃ ｍｐ ｔ ｉｅ ｙｔｍ ｎ ｎｅ ｒｔｄ ｓｓｅ ｅ ｇｎ ｅ ｇ ｏ ｎｆ ｄ ｓｆ ｉ ｉ ｗａｅ ｎ ｈ ｒａ ｔｒｕ ｈ ｎ ｏ ｅｉ ｖ ｔ
CAE技术的发展、应用及我国推广现状
CAE技术的发展、应用及我国推广现状[引言]：模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的迅速发展以及塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求越来越高，传统的模具设计方法已无法适应产品更新换代和提高质量的要求。
计算机辅助工程（CAE）技术已成为塑料产品开发、模具设计及产品加工中这些薄弱环节的最有效的途经。
同传统的模具设计相比，CAE技术无论在提高生产率、保证产品质量，还是在降低成本、减轻劳动强度等方面，都具有很大优越性。
近几年，CAE技术在汽车、家电、电子通讯、化工和日用品等领域逐步地得到了广泛应用。
一、CAE技术--模具设计的发展趋势目前，世界塑料成型CAE软件市场由美国上市公司Moldflow公司主导，该公司是专业从事注塑成型CAE软件和咨询公司，自1976年发行了世界上第一套流动分析软件以来，一直在此领域居领先地位。
利用CAE技术可以在模具加工前，在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题，及时修改制件和模具设计，而不是等到试模以后再返修模具。
这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等，都有着重大的技术经济意义。
在今天，塑料模具的设计不但要采用CAD技术，而且还要采用CAE技术。
这是发展的必然趋势。
注塑成型分两个阶段，即开发/设计阶段（包括产品设计、模具设计和模具制造）和生产阶段（包括购买材料、试模和成型）。
传统的注塑方法是在正式生产前，由于设计人员凭经验与直觉设计模具，模具装配完毕后，通常需要几次试模，发现问题后，不仅需要重新设置工艺参数，甚至还需要修改塑料制品和模具设计，这势必增加生产成本，延长产品开发周期。
采用CAE技术，可以完全代替试模，CAE技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案，在模具制造之前，预测塑料熔体在型腔中的整个成型过程，帮助研判潜在的问题，有效地防止问题发生，大大缩短了开发周期，降低生产成本。
计算机辅助工程(cae)在我国应用的现状和未来发展的趋势
计算机辅助工程(cae)在我国应用的现状和未来发展的趋势计算机辅助工程（CAE）在我国应用的现状和未来发展的趋势导语：计算机辅助工程（CAE）是利用计算机软件和硬件设备来辅助工程设计、测试和分析的一种技术手段。
随着科技的不断发展，CAE在我国的应用越来越广泛，涉及领域也越来越多。
本文将对CAE在我国的现状和未来发展趋势进行全面评估和探讨，以期能更深入地理解这一重要的工程技术手段。
一、CAE在我国的现状1.1 CAE技术在工程设计中的应用在我国，CAE技术在工程设计中的应用已经非常普遍。
无论是机械制造、航空航天、汽车工业，还是建筑设计、电子电气等领域，都离不开CAE技术的支持。
通过CAE技术，工程师们可以进行虚拟设计、分析和优化，大大提高了工作效率和设计质量。
1.2 CAE技术在工程仿真和测试中的应用另外，在工程仿真和测试领域，CAE技术也扮演着重要角色。
通过建立模型、进行仿真分析，工程师们可以事先发现设计中的缺陷和问题，并加以改进，避免了大量的实际试验和测试成本。
1.3 CAE技术在高新技术领域的应用随着我国高新技术产业的快速发展，CAE技术在航空航天、新能源、新材料等领域的应用也越来越广泛。
飞机设计、石油勘探、材料研发等领域都需要大量的CAE技术支持。
二、CAE在我国的未来发展趋势2.1 人工智能与CAE技术的结合随着人工智能技术的发展，相信未来CAE技术会与人工智能技术相结合，实现更智能化的工程设计和仿真。
通过机器学习和深度学习等技术，CAE可以更准确地模拟真实环境，增强工程设计的智能化和自适应性。
2.2 多物理场耦合仿真技术的发展在未来，多物理场耦合仿真技术将是CAE发展的一个重要方向。
工程设计中经常涉及到多种物理场的耦合，如结构力学、流体动力学、热传导等。
未来CAE技术会更多地关注多物理场的耦合仿真，以实现更真实的工程仿真分析。
2.3 CAE技术在智能制造中的应用随着工业4.0的发展，智能制造将成为未来的发展趋势。
CAE解决方案
CAE解决方案1. 简介CAE（计算机辅助工程）解决方案是一种利用计算机仿真技术来解决工程问题的方法。
它通过建立数值模型、进行数值计算和分析，以及优化设计，匡助工程师在产品设计和创造过程中进行预测、评估和改进。
本文将介绍CAE解决方案的基本原理、应用领域和优势。
2. 基本原理CAE解决方案基于计算机仿真技术，主要包括以下几个步骤：(1) 建立几何模型：使用CAD软件绘制产品的几何模型，包括外形、尺寸和结构等；(2) 网格划分：将几何模型划分成离散的小单元，形成有限元网格模型；(3) 材料属性定义：根据实际材料的性质，定义材料的力学参数、热学参数等；(4) 载荷和边界条件设置：根据实际工况，设置载荷和边界条件，如受力情况、温度等；(5) 求解方程：利用数值计算方法，求解模型中的方程组，得到相应的数值解；(6) 结果分析：对求解结果进行分析和评估，如应力分布、变形情况等；(7) 优化设计：根据分析结果，对产品进行优化设计，改进其性能。
3. 应用领域CAE解决方案在各个工程领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：(1) 结构力学分析：对结构的强度、刚度、稳定性等进行分析和评估，如建造物、桥梁、机械设备等；(2) 流体力学分析：对流体的流动、传热、传质等进行分析和优化设计，如风洞实验、水力学摹拟等；(3) 热传导分析：对热传导问题进行分析和优化设计，如散热器、热交换器等；(4) 电磁场分析：对电磁场的分布、场强等进行分析和优化设计，如机电、变压器等；(5) 声学分析：对声音的传播、噪声等进行分析和优化设计，如汽车、飞机等。
4. 优势CAE解决方案相比传统的试验方法具有以下几个优势：(1) 成本效益：CAE解决方案可以减少试验成本，节省时间和资源，提高工程效率；(2) 可靠性：通过大量的数值计算和分析，可以更准确地预测产品的性能和行为；(3) 创新性：CAE解决方案可以匡助工程师进行优化设计，改进产品的性能和质量；(4) 灵便性：CAE解决方案可以对不同的工况和参数进行摹拟和分析，提供多种设计方案供选择；(5) 可视化：CAE解决方案可以将分析结果以图形和动画的形式呈现，便于理解和沟通。
融入CAE技术的力学课程实践教学应用研究
融入CAE技术的力学课程实践教学应用研究【摘要】本文旨在探讨融合计算机辅助工程（CAE）技术在力学课程实践教学中的应用。
首先介绍了CAE技术在力学课程中的应用现状和优势，随后详细阐述了融入CAE技术的力学课程设计与实施方法。
本文还通过学生对融入CAE技术的力学课程的反馈，评价了教学效果，并展望了未来的发展方向。
最后总结了融入CAE技术的力学课程实践的重要价值，强调了其在提升教学效果和培养学生实际应用能力方面的重要性。
通过本文的研究，可以为力学课程的教学改革提供一定的指导和参考。
【关键词】CAE技术、力学课程、实践教学、应用研究、教学设计、学生反馈、教学效果、未来发展、教育技术、价值评估、创新教育1. 引言1.1 背景与意义近年来，计算机辅助工程（CAE）技术逐渐在工程领域得到广泛应用，为工程设计、分析和优化提供了便利。
与此在高等教育中，力学课程一直是工程类专业中的重要课程之一，为学生打下坚实的理论基础。
传统的力学课程教学模式往往以理论讲授为主，缺乏实践应用和工程项目的训练，无法有效地激发学生学习的兴趣和动力。
在这样的背景下，将CAE技术融入力学课程实践教学中具有重要的意义。
通过应用CAE技术，学生可以将理论知识与实际工程实践相结合，更好地理解和掌握力学知识。
CAE技术可以为学生提供更加真实和直观的学习体验，激发学生的学习兴趣，提高学习效果。
融入CAE技术的力学课程实践还可以培养学生的工程实际操作能力和问题解决能力，使他们更好地适应未来工程实践的需求。
通过对融入CAE技术的力学课程实践教学应用进行深入研究与探讨，不仅可以提升学生的学习体验和学习效果，还可以为未来工程教育的发展和教学改革提供有益的借鉴和启示。
1.2 研究目的研究目的是通过对融入CAE技术的力学课程实践教学应用进行深入研究和分析，探讨其在提升学生学习效果、培养创新能力和实践操作能力等方面的作用。
具体包括：1.探讨CAE技术在力学课程中的应用现状，了解目前教育领域对于CAE技术的认知和应用情况；2.分析CAE技术在力学课程中的优势，探讨其在提高教学效果、激发学生学习兴趣和增强实践能力方面的优势；3.研究融入CAE技术的力学课程设计与实施方法，探讨如何有效地将CAE技术融入力学课程，并探讨实践中可能遇到的问题和解决方案；4.调查学生对融入CAE技术的力学课程的反馈和评价，了解学生对于这种教学模式的接受程度和意见；5.评价融入CAE技术的力学课程实践的教学效果，并展望未来发展方向，为推广和应用这种教学模式提供参考和借鉴。
CAE技术在高职模具专业创新能力培养中的应用
一
另外 ，传 统的模 具专业课教学一般是先讲授 成型技术 和工艺 ， 再讲解模具结构组成 、 工作原理和设计方法等［ ５ １ 。这 教学过程单调 ， 效果不是很好 。因此 ， 传 统教学方法培养 出来 的学生不仅实践能力差 ， 创新 能力更差 ， 难 以适应模具
企 业 的需 要 。
３ Ｃ ＡＥ技术 的必 要性
ｉ ｏ ｒ ； ｉ ｎ ｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ
１前 言
模具行业是 当今制造业 中现代高新技术应用最为集 中 的领域 之一ｌ １ 】 。模具制造能力和水平的高低 已成为 国家创新 能力的重要标志 ， 在我 国具有巨大的发展潜力 。
Ｃ Ａ Ｅ技术作为材料成型工艺分析 、模 具设计 的辅助工 具 ，在模具制造之前将材料在成 型过 程中的动态变化显示 出来 ， 预测材料在成型过程中可能产生 的质量缺 陷 ， 获得最 佳工 艺方 案和参数 ， 不仅能提高模具设计质量 ， 而且能缩短 试模 时间和模具制造周期 ， 降低模具制造成本 ， 因此 Ｃ Ａ Ｅ技
ｆ ｏ ｒ ｍｏ ｌ ｄ ｍ ａ ｊ ｏ ｒ ｓ ｔ ｕ ｄ ｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｒ ｖ ｏ ｃ ｔｉ ａ ｏ ｎ ａ ｌ ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｓ ， ｈ ｔ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ
ａ ｎ ｌｙ ａ ｚ ｅ ｄ ｈｅ ｔ ｎ ｅ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｃ ＡＥ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｔ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ，ａ ｎ ｄ ｏ ｆ －
ｖ ａ ｔ ｅ ｉ ｎｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ Ｃ ＡＥ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ； ｇ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｒ ｖ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ； ｍｏ ｌ ｄ ｍａ —
“汽车CAD／CAE”课程考核方式的改革与实践
１．１ 考 核 内 容 片 面 考 核 内容 是 整 个 考 试 工 作 的 核 心 ，它 直 接 影 响 到 学 生 的
学习方法、学习态度和学习习惯 。现行考核 内容偏重于知识 记 忆 ，课 程 考 核 内容 局 限于 教 材 、课 堂 笔 记 、老 师 划 定 的范 围 和 指 定 的 重 点 ，对 学 生 综 合 素 质 和 创 新 能 力 的考 核 普 遍 不 足 。学 生 往 往 只 需 上 课 记 笔 记 ，考 前 对 教 师 上 课 内容 进 行 重 点复习 ，就能轻松过关甚至得到高分【２Ｊ。这种对上课 内容简 单 记 忆 、重 现 和 模 拟 即 能 过 关 的 考 核 现 状 有 悖 于 培 养 创 新 性 和 应 用 型 人 才 的 目标 要 求 ，容 易 抹 杀 学 生 的学 习积 极 性 和 能 动性 ，学习无法 体现连 贯性 ，学习效果大打折扣 ，同时，也 无法全面反映学生的接受能力和综合能力 。 １．２ 考 核 方 式 单 一
２ “汽车 ＣＡＤ／ＣＡＥ技术”课程考核改革方案
“汽车 ＣＡＤ／ＣＡＥ技术 ”是一 门面 向全校 的选修课 ，教 学 时数 为 ４Ｏ学时。该课程选 课人数较 多、有一定理论难 度，
需要学生通过操作来加深理解 。章节 内容相对独立，涵盖面 较广 。在该课程 的考核改革研究和实践过程中着重考核学生 独立解决 问题 的能力￣ｌｔ，Ｊ新能力 。由以上思路，根据 本课程 的特 点，本文将从两个方面进行课程考核改革研究 。 ２．１ 考 核 内容 的改 革
通过 向用人 单位技术 部 门和 往届毕业 生发放 问卷调 查 以及 深 入 用 人 单 位 进 行 调 研 ，了 解 到 学 生 实 际解 决 实 际 工程 问题 的 能 力 还 有 待 提 高 。 虽 然 有 关 汽 车 （机 械 ）ＣＡＤ／ＣＡＥ 的书籍很多 ，但主要是介绍一种或几种软件的具体操作 ，为 了进 行 汽 车 零 部 件 的 结 构 设 计 、优 化 及 仿 真 ，这 种 训 练 固 然 重要１］】，但是 由于给出的案例中许多条件 已经 已知，与实际 工 程 设 计 相 去 甚 远 ，所 以学 生 往 往 接触 到某 一 实 际 工程 问题 时依然感到茫然不知所措 。为此 ，我们首先对教学 内容进 行 了调整 ，要求任课教师在课堂教学中注重对 实际工程 问题 的 分 析 ￣ｌｉ）ｌｌ练 。此 外 ，对 考 核 内容 进 行 了一 些 调 整 ，除 了包 含 任课教师上课所讲授的理论知识 以及案例外，还增加了对 实 际工 程 问题 的解 决 。通 过 实 践 ，学 生 们 在遇 到 实 际 工 程 问 题 时不再感到茫然 ，并且切实感觉到了该课 程的重要性 ，学习 兴 趣 进 一 步 提 高 。 ２．２ 考 核 形 式 的 改 革
建设CAD-CFD-CAE系列课程培养能源动力学生创新能力
建设CAD-CFD-CAE 系列课程培养能源动力学生创新能力摘要：针对建设CAD-CFD-CAE 系列课程培养能源动力学生创新能力的具体方案进行了分析。
首先从课程教学大纲和教学内容的衔接与互补上着手，确保知识体系的连贯性；接着从实践教学平台构建形式和软件选用标准等方面开展分析，确定平台的网络化功能需求，提高学生实践创新的自主性；最后通过对学生评价机制进行改革，引导学生重视实践过程，进一步激发学生的实践创新热情。
关键词：CAD-CFD-CAE 教学；本科教学；教学改革中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2019）20-0078-02收稿日期：2018-09-24基金项目：本文为华中科技大学2017年校教学研究项目的阶段性成果作者简介：张师帅（1970-），副教授，为“基于CAD-CFD-CAE 融合理念的能源动力学生创新能力培养”教学研究项目的负责人。
一、引言制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。
打造具有国际竞争力的制造业，是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。
中国政府提出“中国制造2025”这一宏大计划，其根本目标在于改变中国制造业“大而不强”的局面，努力使中国迈入制造强国行列。
能源动力行业属于传统制造业，随着数字化技术的进步，传统制造业向现代制造业转变已成趋势。
现代制造业已不热衷于“产能”，更多关注的是数字化的“算力”。
CAD 、CFD 和CAE 技术的广泛应用正是这种“算力”的体现。
二、课程建设目前，能源学院在不同专业方向为本科生开设有关CAD 、CFD 和CAE 技术的课程，但由于开课教师分别属于不同学科专业方向，课程内容难免存在一定的局限性，同时还存在课程之间缺少一定的关联性。
结果可能存在部分学生学习了这门课程，部分学生学习了那门课程，最终使得学生缺乏将CAD 、CFD 和CAE 这三种技术融会贯通的能力，这对培养学生的创新意识和创新能力非常不利。
产品研发中的数字化转型实践有哪些
产品研发中的数字化转型实践有哪些在当今竞争激烈的市场环境中，产品研发的数字化转型已成为企业获取竞争优势、满足客户需求以及实现可持续发展的关键。
数字化转型为产品研发带来了前所未有的机遇和挑战，它改变了传统的研发模式、流程和方法，使企业能够更加高效、灵活和创新地开发出满足市场需求的产品。
接下来，让我们一起探讨产品研发中的数字化转型实践都有哪些。
一、数字化设计与仿真数字化设计是指利用计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）等软件工具，实现产品的三维建模、虚拟装配和性能仿真。
通过数字化设计，研发人员可以在产品开发的早期阶段就对产品的外观、结构和性能进行评估和优化，减少了物理样机的制作和试验次数，从而缩短了研发周期，降低了研发成本。
例如，汽车行业在新车型的研发中，采用数字化设计和仿真技术，可以对车身结构的强度、刚度、碰撞安全性以及空气动力学性能进行精确模拟和分析。
在航空航天领域，飞机的机翼设计、发动机燃烧过程等都可以通过数字化仿真进行优化，提高飞机的性能和可靠性。
二、敏捷开发方法敏捷开发是一种适应快速变化的市场需求和客户需求的产品研发方法。
它强调团队的协作、快速迭代和持续交付有价值的产品。
在敏捷开发中，研发团队通常会将产品开发划分为多个短周期的迭代，每个迭代都包含需求分析、设计、开发、测试和发布等环节。
通过频繁的沟通和反馈，团队能够及时调整产品的方向和功能，确保产品始终满足市场和客户的需求。
许多互联网公司在产品研发中广泛采用敏捷开发方法，如微信、支付宝等。
这些公司能够快速推出新的功能和服务，根据用户的反馈不断优化和改进产品，从而在激烈的市场竞争中保持领先地位。
三、大数据与人工智能的应用大数据和人工智能技术在产品研发中发挥着越来越重要的作用。
通过收集和分析大量的用户数据、市场数据和竞品数据，企业可以深入了解用户的需求和行为模式，为产品的研发提供有力的依据。
例如，利用大数据分析，企业可以发现用户在使用产品过程中的痛点和需求，从而针对性地进行产品改进和创新。
国产自主CAE软件助力工业产品研发
• 基于分子动力学 的流体学数值模 拟算法
• 基于粒子算法 （ RKPM) 的结构 应力学数值模拟 算法
RKPM
Explicit Algorithm
• 基于物质点法的流固 热耦合，热流场数值 模拟算法
• 基于等离子算法的电 磁散射和声音传播的 数值模拟算法
等离子算法
公司核心产品线
流体-Aries
噪声-Taurus
2003 ANSYS公 司 收 购CFX
2005 达 索 公 司 收 购 Abaqus
2006 2008
ANSYS公 司 收 购Fluent
ANSYS公 司 收 购Ansoft公司
2009 西 门 子 收 购 UGS公司
2017 达索收购EXA
主要依托国家或大学，分析对象主要是 航空航天设备结构的强度、刚度以及模 态实验和分析问题。
国产CAE软件面临良好的发展机遇
中国制造2025
开发一批具有自主知 识产权的关键设计工
具软件。
军民融合上升为 国家战略
中国高性能 计算能力走向
世界前列
信息化与工业化 深度融合
国家对CAE软件 提出自主可控
要求
DIRECTORY
目录
01 CAE软件国内外概况 02 核心CAE产品 03 公司简介
公司产品研发目标
• 船长：127 λ, PEC • 未知量：108,202 • 内存需求：961.2 MB • 算法：多层快速多极子法（MLFMA）
多学科-EMT
EMT-多学科协同设计仿真环境
约束面ABCD 加载面F
接触面 O/H
材料钢 ST1/ST2
EMT_CONT_A/B/C/D
• EMT通过统一的界面，快速查看 所设计的产品性能，并实现CAE 分析结果的可视化；
3.CAE实践方法及未来发展
CAE实践、方法及未来发展杨鼎宁哈尔滨工程大学CAE实践、方法及未来发展杨鼎宁(哈尔滨工程大学)1 国外商业软件的引进与国内CAE的兴起计算机改变了近代力学发展的轨迹，明显体现在CAE技术上。
算法日益成熟，前后处理的手段日趋先进，力学分析的广度、效益、精度显著提高，仿真使越来越多的人跨越（原）天书一般的经典力学门槛，可以经由简单的操作，得出较为丰富的工程解。
上世纪七十年代，经由钱令希、程耿东、钟万勰等人的大力倡导，以及航空航天船舶机械部门卓有成效的工作，有限元技术引入到我国，开始在主流行业中应用。
当时我国各行业活跃着一批辛勤的力学工程师，他们大部分的工作是剖解网格，手工定义单元，提交求解，有限元技术推动成千上万的人步入数值分析领域，同时也耗散着大量的人力物力。
九十年代初，在水力发电与国外合作的过程中，我方看到，与国内基本靠手工的FORTRAN程序输入不同，国外趋于采用成熟的商用软件包，其前后处理功能完备，单元、算法丰富，结构分析的质量、效益都高于国内。
在考察基础上，1992年原机械部开始组织队伍，跟踪该项技术，学习并将其在全国拓展开，至此起步，CAE逐渐在国内兴起，并获得飞速发展。
当时机械部大电机研究所与哈尔滨电机厂通过贷款，联合购置三十余台SGI工作站，引进商用CAE系统。
水轮机集力热电声磁综合技术于一身，我们从中选取非线性接触、优化、稳定性、振动、热/流场技术，组建五个核心开发团队，查找文献，探究原理，斟取模型，分工调试，并将仿真结果与已运营机组的现场实测值比对分析，确认可行后，直接将成果向新型号落实。
期间累计调阅文献万余篇，建立起的调试模型总数接近十万。
赶上九十年代国内水电事业大发展，发挥软件前后处理能力的优异，我们先后完成江口、水口、五强溪、小浪底、莲花、十三陵、岩滩等多个机组的结构分析优化，对转子、上下机架、转子支架、推力轴承、镜板、座圈、定子机座等关键部件实施刚强度分析，我们用GAP元解决转轮叶片配合问题，利用机构分析、稳定性分析、热分析查找结构设计缺陷，运用形状/尺寸/拓扑优化为单座电站，节省五百余吨钢材。
建设CAD-CFD-CAE系列课程培养能源动力学生创新能力
建设CAD-CFD-CAE系列课程培养能源动力学生创新能力随着能源动力领域的不断发展和技术的不断进步，对于相关人才的需求也日益增长。
作为能源动力领域的重要人才之一，CAD（计算机辅助设计）、CFD（计算流体力学）、CAE （计算机辅助工程）技术的掌握对于学生的未来发展至关重要。
建设CAD-CFD-CAE系列课程，培养能源动力学生的创新能力成为当前教育领域的重要课题。
一、CAD-CFD-CAE技术在能源动力领域中的应用CAD-CFD-CAE技术是当今工程设计和分析的重要工具，它可以在产品设计、性能预测、材料选型、工艺仿真等方面提高设计和分析的效率。
在能源动力领域中，CAD-CFD-CAE技术的应用也日益广泛。
CAD技术可以在能源动力领域中进行产品的三维建模和设计。
通过CAD软件，学生可以学习到如何进行产品的绘图、建模和组装，培养学生的产品设计能力和工程实践能力。
CFD技术可以对能源动力系统中的流体流动进行仿真分析。
通过CFD软件，学生可以学习到如何进行流动场的计算和分析，揭示流体在管道、泵、阀门等设备中的运动规律和流动特性，培养学生的工程实践能力和流体力学理论知识。
二、建设CAD-CFD-CAE系列课程的重要性1. 培养学生的实践能力。
CAD-CFD-CAE系列课程可以帮助学生掌握工程设计和分析的基本技能，提高学生在工程实践中的应用能力。
1. 教学理念的更新。
建设CAD-CFD-CAE系列课程需要教师更新教学理念，引导学生进行工程实践的创新性学习。
3. 实验实训条件的改善。
建设CAD-CFD-CAE系列课程需要学校改善实验实训条件，配备先进的CAD-CFD-CAE软件和设备，提高学生的实践能力。
1. 课程设计考核。
通过学生的课程设计成果评选优秀作品，鼓励学生进行工程实践中的创新性设计和分析。
五、结语CAD-CFD-CAE系列课程的建设对于培养能源动力学生的创新能力具有重要意义。
只有通过学习CAD-CFD-CAE系列课程，学生才能在未来的工程实践中更好地应用工程设计和分析技术，为我国的能源动力事业做出更大的贡献。
建设CAD-CFD-CAE系列课程培养能源动力学生创新能力
建设CAD-CFD-CAE系列课程培养能源动力学生创新能力CAD（计算机辅助设计）、CFD（计算流体力学）和CAE（计算机辅助工程）是当今工程领域中不可或缺的工具和技术。
它们不仅广泛应用于汽车、航空、航天、船舶等领域，同时也在能源动力学领域有着重要的应用价值。
建设CAD-CFD-CAE系列课程，培养能源动力学生创新能力不仅可以提升学生的专业技能，还可以帮助他们更好地将理论知识应用于实际工程问题的解决中。
建设CAD-CFD-CAE系列课程可以帮助能源动力学生掌握先进的工程设计和分析技术。
CAD技术能够帮助学生利用计算机进行三维建模和设计，实现商品化设计、数字样机制造等。
CFD技术可以帮助学生模拟流体力学问题，包括流场、热传递、质量传递等现象的计算和分析。
而CAE技术则可以帮助学生进行工程结构和性能的计算和分析。
通过这些系列课程的学习和实践，能源动力学生可以更全面地掌握工程设计和分析的方法和工具，为未来的工程实践奠定坚实的基础。
建设CAD-CFD-CAE系列课程可以帮助能源动力学生培养创新意识和能力。
CAD-CFD-CAE 技术的应用不仅可以帮助学生解决实际工程问题，还可以激发他们的创新潜力。
在CAD-CFD-CAE系列课程的学习过程中，学生将不断面对各种复杂的工程问题和挑战，需要他们不断思考和探索，寻找创新的解决方案。
这样的学习过程不仅可以培养学生的创新意识，还可以锻炼他们的问题解决能力和工程实践能力。
在今后的工程实践中，这些能源动力学生将能够更好地应对各种复杂的工程问题，为工程技术领域的创新和发展贡献自己的力量。
建设CAD-CFD-CAE系列课程，培养能源动力学生创新能力是一项非常有意义的举措。
通过CAD-CFD-CAE系列课程的学习和实践，能源动力学生将能够更全面地掌握工程设计和分析技术，培养创新意识和能力，提高跨学科的能力和竞争力。
这样的举措不仅有利于提高学生的专业素质，还有利于促进能源动力学领域的创新和发展。
建设CAD-CFD-CAE系列课程培养能源动力学生创新能力
建设CAD-CFD-CAE系列课程培养能源动力学生创新能力近年来，随着能源动力工程领域的不断发展和创新，对于从事该领域的学生来说，必须具备一定的CAD-CFD-CAE系统的基础知识和技能才能更好地应对未来的挑战。
建设CAD-CFD-CAE系列课程，培养能源动力学生的创新能力显得尤为重要。
CAD（计算机辅助设计）是现代工程设计领域的基础技术，它涉及到模型构建、几何设计等方面。
而CFD（计算流体动力学）则是指利用数值方法对流体流动进行研究和分析的一种技术，它在能源动力工程领域有着广泛的应用。
而CAE（计算机辅助工程）则包括了有限元分析、热分析、疲劳分析等技术，是解析工程问题的重要手段。
在传统的能源动力学专业课程中，往往只注重理论知识的传授，而忽视了学生的实践能力和创新能力的培养。
随着工程技术的不断发展和变革，对于学生而言，单纯的理论知识已经无法满足实际工程需求。
建设CAD-CFD-CAE系列课程，培养能源动力学生的创新能力是非常必要的。
CAD-CFD-CAE系列课程可以帮助学生建立起扎实的基础知识。
在CAD课程中，学生可以学习到如何使用计算机软件进行三维造型、建模和设计。
这些知识对于学生将来的工程设计和实践都具有非常重要的意义。
在CFD课程中，学生可以学习到流体力学的基础知识以及利用计算机模拟和分析流体流动的方法。
而在CAE课程中，学生可以学习到有限元分析、热分析、疲劳分析等方面的知识，这些知识对于学生将来的工程分析和优化都是非常重要的。
CAD-CFD-CAE系列课程可以帮助学生培养解决工程问题的能力。
通过CAD-CFD-CAE系列课程的学习，学生可以积累大量的实际操作经验，培养自己的解决工程问题的能力。
在CAD课程中，学生可以通过模型构建、几何设计等实际操作来提升自己的解决问题的能力；在CFD课程中，学生可以通过流体流动的模拟分析来提升自己解决工程问题的能力；而在CAE课程中，学生可以通过有限元分析、热分析、疲劳分析等方面的实际操作来提升自己的解决工程问题的能力。
建设CAD-CFD-CAE系列课程培养能源动力学生创新能力
建设CAD-CFD-CAE系列课程培养能源动力学生创新能力能源动力学是一个重要的学科领域，涉及到能源的转换、传输和利用等方面的知识。
随着科技的不断发展和进步，能源动力学领域的需求也越来越大，能源动力学专业的学生需要具备一定的创新能力和实践能力。
为了培养学生的创新意识和实践能力，建设CAD-CFD-CAE系列课程成为了一个非常重要的途径。
CAD（计算机辅助设计）、CFD（计算流体力学）和CAE（计算机辅助工程）是现代工程设计和分析中非常重要的工具，它们在能源动力学领域的应用非常广泛。
建设CAD-CFD-CAE系列课程可以帮助学生提高能源动力学领域的实践能力和创新能力，有助于他们未来在工程实践中能够更好地解决问题、创新设计和优化工程方案。
建设CAD-CFD-CAE系列课程可以帮助学生掌握先进的工程设计和分析工具。
在实际工程项目中，CAD、CFD和CAE等工具的应用已经成为了一种基本要求，它们可以帮助工程师们更好地进行设计、模拟和分析工作。
通过CAD-CFD-CAE系列课程的学习，学生们可以熟练掌握这些工具的使用方法，培养自己在工程实践中运用这些工具进行设计和分析的能力。
建设CAD-CFD-CAE系列课程可以帮助学生培养实际工程项目的能力。
在课程学习的过程中，学生们将有机会参与各种工程项目的设计和分析工作，在实际项目中积累宝贵的经验。
通过实践，他们可以更好地理解理论知识，并且能够将所学知识应用到实际项目中，提高自己的实践能力。
建设CAD-CFD-CAE系列课程还可以激发学生的创新潜能。
在课程学习的过程中，学生们会遇到各种实际问题，需要他们动脑筋来解决。
通过解决问题和完成各种设计任务，学生们会逐渐培养起自己的创新意识和创新能力。
CAD-CFD-CAE系列课程也会鼓励学生们尝试新的设计理念和方法，激发他们的创新潜能，培养他们的创新能力。
建设CAD-CFD-CAE系列课程能够帮助能源动力学专业的学生在工程实践中获得更好的发展。
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多余的精力做 更有价值 的工作。 以前 ， 分
析 一 部 转 轮 的 强 度 ，针 对 一 种 设 计 方 案 ，
上世纪七十年代 ， 经由钱令希 ． 钟万
勰 、程耿东等人的大力倡导 ．以及航 空、 航天、船舶 机械部 门卓有成效的工作 ， 有限元技术被 引入到我 国， 开始在 主流行
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技ｌ 术
的创新实践
■ 哈 尔滨工 程大学 杨 鼎宁
ＣＥ Ａ 技术源起与发展
计算机改变了现代力学发展的轨迹 ， 最 为明显的体现便是 在Ｃ Ｅ Ａ 技术上。 算法 日益成熟 ， 前后处理手段 日趋先进 ， 力学 分析 的广度 ． 效益 、 度显著提 高 ． 真 精 仿
模型十余 万个 。 赶上九十年代国 内水电事 业大发展 ， Ａ 担 当开发 主力 ， ＣＥ 先后完成
江 口 、水 口 、五 强 溪 、小 浪 底 、莲 花 十
转轮 ， 益非 常明显 。 外 ．由于当时国 效 此 外水电资源已开发殆尽 ， 为了争夺中国宝
贵 的水 电资源开发权 ， 国外大厂商纷纷携
间 ，甚至 Ａ Ｂ工程 师下到试验室采测数 Ｂ 据 ，由我方担 纲分析。五年多的工作 ， 使
的 Ｆ Ｒ Ｒ Ｎ程序输 入不同 ，国外 趋于采 ＯＴＡ 用成熟的商用软件包 ， 其前后处理功能完
实现仿真分析 。 我们采用Ｇ Ｐ Ａ 元解决转轮
４ 中 制 业 息 ２８ 月 ６ 国 造 信 化 ０ 年８ ０
世纪九十年代初 ， 在与国外进行水 电工程
合作 中， 我们注意到 ， 与国内基本 靠手 工
三陵 、 岩滩等 一系列机组 的结构分析 、 优
精巧 ， 运行性能效率获得明显改善 ， 与国
化， 对转子、上下机架 、 转子支架 推力
轴承 、镜板 、 圈、定子机座等关键部件 座
外 的交流也 逐渐走 向对等 ，开发三峡期
据高 度吻合 的仿真结果 。 至此破解 了直九 结构 ．直升机设计 的精妙得 以洞悉 。 从大型直升机的建模求解实践来 看 ．
其与通 用结构 明显不同 。 飞行器 整机 动力 学影 响因素多 ． 求解 的不 确定 性大 。 建模
性。 要求结构在承受各种规定 的载荷 和环 境条件 下 ． 保证具有足够 的强度 ． 不产生 不能容许 的残余 变形 具有足 够的刚度 ． 或采取其他措施 以避免发生不能容许 的变 形与振动 问题 ； 有足 够的寿命和损伤容 具
勤的力学工程 师 ． 他们大部分 的工作是剖
解 网格 ， 手工定义单元 ， 提交求解 ，有限 元技术推动成千上万的人步人数值分析领
域 ，同 时也 消 耗 着 大 量 的 人 力 、 力 。上 物
先进技术来华展示 ， 我方籍此建立交流 渠
道 ， 中包括 日本三菱 、日立、东芝 ，以 其 及 欧美 的Ｇ 、Ａ Ｂ Ｅ Ｂ 、西屋 、西 门子等。经 过不懈 的努力 ， 国内水 电机组 由厚重变得
使越来越多的人跨越天书一般的经典力学
备 ，单元 算法丰富 ， 构分 析的质量 结
效益都高于国 内。为此 பைடு நூலகம்（ ）机械部决 原
定组织队伍 ， 跟踪该 项技 术 ， 进而在全 国 推广 。 １９ 年 ，机械部大 电机研究所与哈 ２ ９ 尔滨 电机厂通 过贷款 ，联合购进 三十 台
叶片配合 问题 ， 利用机构分析． 稳定性分 析 ．热分析 查找结构设计 缺陷 ．运 用形 状／ 尺寸／拓扑优 化为单座 电站五强溪节
业 中应用。 当时我国各行业活跃 着一批辛
接触 、优化 ．稳定性 ．振动 ．热 ／流场分
析五项技 术 ，组建攻关 团队 。化解模块 ，
需要耗费四个月的人力时间。 曾利 用 而我
半天时间就完成了建模并求解完一部大型
探究原理 ， 斟取模型 ， 分工调试 ，并将仿 真结果与已运营机组的现场实测值 比对分 析， 确认可行后 ， 进而将技术向新型号落 实。 间累计调 阅文献万余篇 ， 期 建立调试
加以对 比。 直升机 整机仿 真的实现及其减
位． 这些软件 ． 对于 分析火箭 基本动力学
特性 ，完全可 以胜 任 ，因此 ．外部软件的
最大限度地设计 出高效率 （ 小质量 比） 的 优 良结构 。Ｃ Ｅ是结构通往完整性的桥 。 Ａ 完整 、 有力 、 一流 的Ｃ Ｅ 系支撑数 Ａ体 字化设计 制造 。 Ａ 支持总体 设计 结 ＣＥ 构 设计 ．工艺设 计 的融 和并 行 ．实现 系 统 ／部件设计 、专业分析 、试验 、生产准
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发电设备成 为国内 Ｃ 最 先与国外接轨 ＡＥ 的领域 。 Ａ 技术也 由此拓展到核电 、 ＣＥ 特 电、船舶 等相 关领 域。 航天科 技有个显 著特点 ．就 是动 力
学分析 占主导 ， 试验体系完备 。 在火箭总 体研 究领域 ．自主 编写 的软件 占支配地
限 以及高 的可靠 性。在保证上述条件 下 ．
时． 要求领会飞行器 的结 构承 载机理 ， 阻 尼机制 ． 通晓载 荷传递 方式 ：求解方面要 求全机一盘棋加 以统 筹考虑 。 而且 ， 软件 的限制条件 多 ． 涉及 的技 术窍 门多 ， 软件 供应商提供 的指导 性技 术文件又少 ． 需要 突破许 多经典 理论 的框框 ，破解 技术黑 匣． 巧妙规 避许 多障碍 ， 才能达至正确 的 解。难能 可贵的是 ． 在直九研 究中 ， 我们 跨越了这些障碍 。 直九结 构 中复合材料 占 相当大比重 ，材料 即结构 ．结构 即材料 ． 我 们将其纳入机体模型 ， 并将其运用效能
省五百余 吨钢材 。 新的Ｃ Ｅ Ａ 技术手段的应 用使国内工程界受益匪浅 ， 把原来手动前
后处理的大量 人力解放 出来 ， 这样可 以有
ｆｔ 可 以经由简单的操 作 ， 出较为丰 －￣． Ｊ ＇ 得 富的工程 求解 。
ＳＩ Ｇ 工作站 ． 安装 ＩＤ Ａ － Ｅ Ｓ系统 。 水轮机集