有限元软件ansys培训教程：第一讲常用CAE软件介绍

CFDRC软件

是CFDRC公司（CFD Research Corporation）开发的三 维计算流体力学软件。广泛地被用在空气动力学(如飞机 流场、汽车流场…)、 工业工程及建筑通风设计、半导体 设计、流场结构耦合计算、流场-结构-电场耦合计算， 导弹力学分析等等。主要模块有： CFD-FASTRAN －专为航空航天领域设计的可压缩 流动的CFD软件 CFD-GEOM －前处理系统 CFD-ACE+－为电子领域的研究设计提供的专业电子 散热/电磁兼容模拟分析软件 CFD-Micromesh －为微电子领域设计的高度自动化 的建模及网格生成软件 CFD-VIEW －通用后处理软件
ABAQUS软件

ABAQUS－通用线性/非线性分析软件，包括十分丰富 的、可模拟任意实际形状的单元库，并与之对应拥有 各种类型的材料模型库，可以模拟大多数典型工程材 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、可压缩有弹性的泡沫材料以及类 似于土和岩石等地质材料。主要模块有： ABAQUS/CAE－通用前处理模块 ABAQUS/Standard －通用分析模块 ABAQUS/Explicit －显式分析求解模块 ABAQUS/Aqua －海洋平台、管道和海底电缆系统 提供波动载荷、拖力和浮力的计算 ABAQUS/Design －设计灵敏度分析模块
PHOENICS软件

PHOENICS是模拟传热学与流体力学的通用 CFD软件 。适用于零维、一维、二维、三维、 稳态、非稳态 分析。可分析可压缩与不可压缩 流体，包括非牛顿流、多孔介质中的流动，传 导、传热等以及亚音速，超音速，跨音速模拟。
I-deas软件

I-DEAS是美国SDRC公司(现被ugs公司收购） 推出的功能强大的设计软件，可以提供从产品 概念、产品造型、产品仿真、产品测试、产品 加工直至逆向工程的全部功能。 其有限元分析功能也十分强大，包括结构分 析，流体动力学分析，注塑成型分析，声学 分析等。
ESI系列软件来自MSC公司软件系统
MSC公司是全球最大的PLM产品供应商，其产品主要 有： Patran－通用前后处理系统， Nastran－通用有限元分析系统 Marc－非线性有限元分析系统 Fatigue－疲劳寿命分析系统 Dytran－碰撞、接触等瞬态非线性分析系统 Adams－机构仿真系统 Visual Nastran 4D－机构/结构运动仿真分析软件 FEA.AFEA－Marc和patran联合组成的软件 SOFY－面向工程的有限元前后处理器 Optishape/Construct-结构优化模块



ESI集团是全球首屈一指的材料物理学数值模拟原型和 制造流程供应商。其主要产品有： PAM-CRASH 2G －基于显式有限元算法的计算机三 维碰撞冲击仿真模拟系统 PAM-STAMP 2G －板金成形过程的有限元计算机模拟 系统 PAM-SAFE 2G －基于有限元算法的汽车被动安全性 模拟分析系统 PAM-FLOW －空气动力分析软件，适用范围从涡轮机 到汽车阻力系数。 PROCAST－铸造模拟软件 PAM-OPT －优化软件包
SiPESC软件


SiPESC（Software Integration Platform for Engineering and Scientific Computation，工程与科 学计算集成化软件平台）由大连理工大学运载工程 与力学学部/工业装备结构分析国家重点实验室研 发的面向工程与科学计算的集成软件系统，目的是 构建适用于计算力学的科学研究和工程应用的公共 服务软件平台。软件平台将以共享/开源的形式向 研究单位及人员提供技术支持。 网址提供手册及试用版下载




专用类软件系统（1）


计算流体力学类软件 Fluent软件 Star-CD软件 CFX软件 ESI CFDRC软件 PHOENICS软件 钢结构类软件 Hypersteel软件－ CADs公司开发的钢架绘制和设 计软件 Xsteel软件－芬兰Tekla公司开发的钢结构分析系统
Adina软件

ADINA是由Bathe开发的著名的有限元分析程 序，可以求解固体，流体，固-液耦合，热等 问题。包括模块有： ADINA－结构分析模块 ADINA-F－流体分析模块 ADINA-AUI－前后处理模块 ADINA-FSI－流固耦合分析模块 ADINA-T－热分析模块 ADINA-TMC－热结构耦合分析模块 ADINA-TRANSOR －与CAD系统
Fluent软件

FLUENT软件采用基于完全非结构化网格的有限体积 法，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂 流动。FLUENT软件包含三种算法：非耦合隐式算法、 耦合显式算法、耦合隐式算法。主要模块有： POLYFLOW－采用有限元法的CFD软件，专用于 粘弹性材料的流动模拟 FIDAP－适合解决从不可压缩到可压缩范围内的复 杂流动问题 GAMBIT－面向CFD分析的高质量的前处理器，其 主要功能包括几何建模和网格生成 TGRID－专业的完全非结构化网格生成软件 G/turbo－针对叶轮机械前处理器，可以快速高效 生成叶轮机械网格 FloWizard－面向工程的CFD软件，操作简单。
专用类软件系统（2）


建筑结构类软件 REI公司的Staad软件 Sap nonlinear 中国建研院PKPM软件 LUSAS FEA软件 CSI 公司ETABS软件 CSI 公司SAFE软件－基础和楼板设计软件 结构动力分析软件 Recurdyn软件 Dymola软件
常用CAE软件系统分类（2）


按功能分类
求解器类软件 前后处理类软件

按应用领域分类


面向结构领域的软件 面向流体力学领域的 CFD软件 多物理场耦合软件
1.1 通用类软件系统
美国MSC公司的Nastran、marc软件 美国ANSYS公司的Ansys软件 美国ABAQUS公司的Abaqus软件（就是以前的HKS公 司） 美国ADINA 公司的Adina软件 美国LSTC公司的Ls-Dyna软件 ALGOR公司的Algor软件 Comsol系列软件 美国EDS公司的I-deas软件 法国ESI groups软件系统 大连理工自主研发的SiPESC软件
Star-CD软件

基于有限体积法的，最初是由流体力学鼻祖英国帝国理工大学计算流体力学领域的专家开 发，占有市场CFD市场份额的35%，可求解牛 顿流体、非牛顿流体；稳态、非稳态；层流、 湍流；可压缩、不可压缩流动；辐射、传热、 传质；拉格朗日多相流、欧拉多相流；自由表 面模拟；燃烧及化学反应等
CFX软件
前后处理软件系统



MSC公司的Patran软件 Altair公司的Hypermesh软件－通用网格剖分程序 EDS公司的Femap软件－通用网格剖分程序 SamTech公司的Samcef/Field软件 CAE-Beta公司的ANSA软件 Ceetron公司的Glview-Pro软件 CEI公司的Ensight软件 Tecplot软件－通用数据处理软件 OASYS软件－Ls-Dyna的前后处理系统 Gambit软件－Fluent的前处理软件系统 XYZ公司的TrueGrid－有限元网格剖分软件 Pointwise公司的Gridgen软件－CFD网格剖分软件 ETA公司的FEMB软件－Ls-Dyna的前后处理软件
专用类软件系统（3）


优化类软件 Isight软件 Optishape软件 GENESIS软件－VR&D公司的专业的结构分析与优化 软件系统 DOT软件－VR&D公司的基于梯度理论的优化求解器 转子动力学软件 Samcef/Rotor－比利时SamTech公司开发的转子系统的建 模，阻尼与无阻尼转子临界转速、转子稳定性、不平衡 响应分析及瞬态响应分析、弯扭耦合分析软件系统
专用类软件系统(4)



声场分析软件 LMS公司的Sysnoise软件 MSC公司的Actran软件 电磁场分析软件 Ansys公司的Emag和FEKO软件 Ansoft公司的Maxwell软件 铸造类软件 Superform－Marc的专业应用版，用于部件 制造过程的模拟及优化 Superforge－锻造过程模拟软件

CFX是全球第一个通过ISO9001质量认证的大 型商业CFD软件，是英国AEA Technology 公 司开发，2003年被ANSYS公司收购。主要模块 有： ICEM-CFD－前处理模块 Bladgen－交互式涡轮机械叶片设计工具 TurboGrid－旋转机械叶片网格生成软件 Tascflow－旋转机械工程CFD软件
LS-DYNA软件系统

LS-DYNA是世界最著名的以显式为主、隐 式为辅的通用非线性动力分析有限元程序， 特别适合求解各种二维、三维非线性结构的 高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性动力冲 击问题。同时可以求解传热、流体及流-固 耦合问题。
Algor软件 以著名的SAP软件为基础发展而来，最早被称 为Super SAP，包括静力、动力、流体、热传 导、电磁场、管道工艺流程设计等 ，有众多的 分析模块，可以满足不同行业的需要。主要模 块有： Multiphysics，MEMS，inCAD，PipePak， Civil等。
ANSYS软件系统

ANSYS是一个功能强大的有限元分析与优化设计系统，可用来求 解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。已广泛应用于航空 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、运动器械等领域。主要产品有： Mechanical-ansys结构分析模块 CFX－ansys流体动力学分析模块 EMAG－ansys电磁场分析模块 FEKO－ansys大尺寸高频电磁场分析模块 Workbench－ansys协同仿真环境 ICEM-CFD－ansys CFD的前后处理器 DesignModeler－ansys全参数化实体建模模块 DesignXplorer VT－ansys优化模块 TurboGrid－涡轮机械叶栅通道网格划分 BladeGen－交互式涡轮机械叶片设计 CivilFEM－土木工程专用分析模块 Fe-Safe－ansys高级疲劳分析模块
工程计算软件系统第一讲
-常用CAE软件介绍 连志强
常用CAE软件系统介绍

通过这节课我们应该： 了解常用工程计算软件的分类； 记住常用工程计算软件的名字及主要功能； 了解一些行业专用的工程计算软件。
常用CAE软件系统分类
通常分类
通用类软件系统－可对多种类型的工程和产品的 物理力学性能进行分析、模拟、预测、评价和 优化，以实现产品技术创新。这类软件以覆盖 的应用范围广而著称； 专用类软件系统－针对特定类型的工程或者产品 所开发的用于产品性能分析、预测和优化的软 件。这类软件因在某个特定领域的应用而见长；

Comsol Multiphysics软件

即为原来的FEMLAB软件，为多重物理场耦合分析软件系统。基 本模块中特色模块： 燃料电池 ( Fuel Cell ) 光电 (electronic optic ) 微机电 ( MEMS ) 两相流 ( Two Phase Flow ) 热传 ( Heat Transfer ) 专用模块： 化工模块 ( Chemical ) 结构分析模块 (Structural mechanics ) 电磁模块 ( Electromagnetics ) 热传 (Heat Transfer Module) 微机电 (MEMS Module) 地球科学 (Earth Science Module