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一、CAE 的本質(zhì)是物理學(xué)/數(shù)學(xué)+計(jì)算機(jī)科學(xué)+工程學(xué)

CAE即計(jì)算機(jī)輔助工程(Computer Aided Engineering)，狹義上主要指用計(jì)算機(jī)對(duì)工程和產(chǎn)品進(jìn)行性能與安全可靠性分析，對(duì)其未來(lái)的工作狀態(tài)和運(yùn)行行為進(jìn)行模擬，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，并證實(shí)未來(lái)工程、產(chǎn)品功能和性能的可用性和可靠性。CAE 涵蓋領(lǐng)域包括有限元分析(FEA)、計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)、多體動(dòng)力學(xué)(MBD)、耐久性和優(yōu)化等。

從CAE軟件基本結(jié)構(gòu)來(lái)看，主要組成部分包括:用戶界面、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、專家系統(tǒng)和知識(shí)庫(kù)五大模塊。
其中數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是使用CAE軟件進(jìn)行性能分析或模擬時(shí)用到的核心部件，
一方面通過(guò)接口實(shí)現(xiàn) CAD、CAM 等格式文件的輸入，
另一方面提供前處理、求解分析(大多為有限元分析)、后處理三個(gè)流程實(shí)現(xiàn)仿真模擬
求解分析模塊根據(jù)處理問(wèn)題的不同，又可以細(xì)分為靜力線性子系統(tǒng)、動(dòng)力分析子系統(tǒng)等眾多分支。

CAE軟件從本質(zhì)上來(lái)看，可以拆解為三層:數(shù)學(xué)+物理學(xué)(底層)、計(jì)算機(jī)科學(xué)(中層)、工程學(xué)(外層)。
CAE軟件從底層的物理規(guī)則和數(shù)學(xué)公式出發(fā)，以現(xiàn)實(shí)世界的規(guī)則打造軟件內(nèi)核;而后這些法則經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編程和算法封裝，沉淀為軟件本身的求解器，并利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)現(xiàn)可視化和用戶交互;
最后,結(jié)合特定領(lǐng)域工程學(xué)的工作流程，CAE軟件提供相應(yīng)領(lǐng)域的求解流程，幫助用戶解決工程中的實(shí)際問(wèn)題。

真實(shí)世界的物理場(chǎng)往往以多物理場(chǎng)并存的形式存在，因此CAE仿真過(guò)程還需要將多物理場(chǎng)耦合問(wèn)題考慮在內(nèi)。多物理場(chǎng)的應(yīng)用涉及一個(gè)或者多個(gè)以上的物理過(guò)程或者物理場(chǎng)，是多個(gè)學(xué)科的交叉。典型的多物理場(chǎng)應(yīng)用包括土體固結(jié)理論理論、流體動(dòng)力學(xué)模擬、電動(dòng)力學(xué) 應(yīng)用、計(jì)算電磁場(chǎng)、傳感器(如壓電材料)的設(shè)計(jì)、流體-結(jié)構(gòu)相互作用、多孔材料中的能源和氣候變化研究等。
因此 CAE 多物理場(chǎng)仿真需要耦合多個(gè)物理現(xiàn)象，針對(duì)多個(gè)相互作用的物理性質(zhì)進(jìn)行研究。

二、海外 CAE 龍頭多為老牌工業(yè)勁旅，國(guó)內(nèi) CAE 廠商各具特色

1.海外 CAE 廠商梳理

Ansys
Ansys公司成立于 1970 年，致力于工程仿真軟件和技術(shù)的研發(fā)，在全球眾多行業(yè)中，被工程師和設(shè)計(jì)師廣泛采用。Ansys公司重點(diǎn)開(kāi)發(fā)開(kāi)放、靈活的，對(duì)設(shè)計(jì)直接進(jìn)行仿真的解決方案，提供從概念設(shè)計(jì)到最終測(cè)試產(chǎn)品研發(fā)全過(guò)程的統(tǒng)一平臺(tái)，同時(shí)追求快速、高效和和成本意識(shí)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。
Ansys提供多種仿真產(chǎn)品滿足不同行業(yè)需求。Ansys為用戶提供 CAE 仿真工具，集成化的設(shè)計(jì)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)、振動(dòng)、熱、流體、電磁場(chǎng)、電路、系統(tǒng)、芯片等多域多物理場(chǎng)及其耦合仿真，滿足各個(gè)行業(yè)的仿真需求，幫助使用者提高設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品性能，降低成本。

Dassault(達(dá)索）
Dassault 成立于 1981 年，是一家法國(guó)工業(yè)軟件公司。達(dá)索系統(tǒng)公司脫胎于著名的航空制造商達(dá)索集團(tuán)(Dassault Group)，它在達(dá)索集團(tuán)成立后的很長(zhǎng)一段時(shí)間里，專注于飛機(jī)的研發(fā)和制造。達(dá)索系統(tǒng)公司主要從事3D設(shè)計(jì)軟件、3D數(shù)字化實(shí)體模型和產(chǎn)品生命周期管理解決方案，為各行業(yè)，提供工業(yè)軟件系統(tǒng)服務(wù)，以及技術(shù)支持。

達(dá)索 CAE產(chǎn)品主要為 SIMULIA。SIMULIA (前身為 ABAQUS 公司)是世界知名的計(jì)算機(jī)仿真軟件，創(chuàng)立于1978年，其主要業(yè)務(wù)為著名的非線性有限元分析軟件 Abaqus 進(jìn)行開(kāi) 發(fā)、維護(hù)及售后服務(wù)。
SIMULIA 提供了先進(jìn)的模擬產(chǎn)品組合，可用于多物理、流程集成和優(yōu)化:Abaqus FEA、fe-safe、Isight、Tosca、Simpack、Simpoe和 SIMULIA SLM。此外，SIMULIAV5 和V6解決方案還允許目前在 CATIAV5或V6環(huán)境中工作的設(shè)計(jì)人員和設(shè)計(jì)工程師執(zhí)行現(xiàn)實(shí)模擬。

Siemens(西門子)
西門子是全球最大的工業(yè)軟件公司之一。西門子于1847年由維爾納·馮·西門子建立，總部位于德國(guó)慕尼黑和柏林，其電子與電機(jī)產(chǎn)品是全球業(yè)界先驅(qū)，并活躍于能源、醫(yī)療、工業(yè)、基礎(chǔ)建設(shè)及城市業(yè)務(wù)等領(lǐng)域。目前在全球擁有385,000名員工，公司業(yè)務(wù)遍布190個(gè)國(guó)家。西門子CAE方面的布局主要是 Simcenter, Simcenter 是西門子數(shù)字化工業(yè)軟件開(kāi)發(fā) 的一個(gè)靈活的、開(kāi)放的且可擴(kuò)展的仿真預(yù)測(cè)分析以及測(cè)試應(yīng)用的工具組合，包含系統(tǒng)仿真、多學(xué)科CAE仿真、自動(dòng)駕駛仿真、測(cè)試及測(cè)試分析軟件

Altair
Altair 是一家全球技術(shù)公司，在仿真、高性能計(jì)算和人工智能等領(lǐng)域提供軟件和云解決方案。公司總部位于美國(guó)密歇根州，服務(wù)于11000多家全球企業(yè)，應(yīng)用行業(yè)包括汽車、消費(fèi)電子、航空航天、能源、機(jī)車車輛、造船、國(guó)防軍工、金融、零售等。公司的仿真驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新方法是由公司的集成軟件套件提供的，其通過(guò)多個(gè)學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)性能，包括結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)、流體、熱管理、電磁學(xué)、系統(tǒng)建模和嵌入式系統(tǒng)，同時(shí)還提供數(shù)據(jù)分析和真實(shí)的可視化渲染。Altair 在CAE領(lǐng)域的主要產(chǎn)品為 HyperWorks，HyperWorks 是一個(gè)企業(yè)級(jí) CAE 仿真平臺(tái)解決方案，整合了一系列一流的工具，包括建模、分析、優(yōu)化等。

Hexagon
Hexagon AB 是一家上市的全球信息技術(shù)公司，專注于硬件和軟件數(shù)字現(xiàn)實(shí)解決方案。公司成立于1992年，總部位于瑞典斯德哥爾摩，在英國(guó), 意大利, 法國(guó), 日本, 美國(guó), 巴西, 荷蘭和中國(guó)均設(shè)立有直屬機(jī)構(gòu), 通過(guò)各地的子公司和經(jīng)銷商網(wǎng)絡(luò), 產(chǎn)品已遍布超過(guò) 45 個(gè) 國(guó)家, 全球裝機(jī)量實(shí)現(xiàn) 135,000 以上。
2017 年 2 月 2 日，Hexagon集團(tuán)宣布并購(gòu) MSC 軟件公司，MSC 的 CAE 產(chǎn)品包括集成解決方案、求解器解決方案、建模解決方案等。

Autodesk
Autodesk 是全球知名的二維和三維設(shè)計(jì)、工程與娛樂(lè)軟件公司之一。公司為制造業(yè)、工程建設(shè)行業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)以及傳媒娛樂(lè)業(yè)提供卓越的數(shù)字化設(shè)計(jì)、工程與娛樂(lè)軟件服務(wù)和解決方案。自 1982 年AutoCAD正式推向市場(chǎng)。Autodesk 軟件已被用于許多領(lǐng)域，為建筑、工程、施工、制造、媒體、教育和娛樂(lè)行業(yè)提供軟件產(chǎn)品和服務(wù)，包括從美國(guó)最高樓—世貿(mào)中心(One World Trade Center)到特斯拉電動(dòng)汽車的項(xiàng)目中。Autodesk主要CAE產(chǎn)品包括 Inventor Nastran、Moldflow、Fusion360、Autodesk CFD 等。

ES
法國(guó) ESI集團(tuán)是世界領(lǐng)先的虛擬工程軟件及服務(wù)供應(yīng)商，其在虛擬樣機(jī)方面建樹(shù)頗高，同時(shí)在工業(yè) CAE 領(lǐng)域也是專家級(jí)別的存在。ESI 集團(tuán)成功的關(guān)鍵是使用真實(shí)的材料物理特性，提供“真實(shí)”的虛擬解決方案，以便代替繁瑣的物理樣機(jī)試錯(cuò)過(guò)程。ESI 集團(tuán)的業(yè)務(wù)逐年持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)，總部設(shè)在巴黎，在全球有近 850 名專家通過(guò)分公司、辦事處和代理機(jī)構(gòu)為三十多個(gè)國(guó)家提供軟件銷售和技術(shù)支持服務(wù)。

ADINA
公司由世界著名的有限元技術(shù)專家 K.J.Bathe 博士及其同事于 1986 年創(chuàng)建，總部位于美國(guó)馬薩諸塞州 Watertown。該公司專門致力于開(kāi)發(fā)了能夠對(duì)結(jié)構(gòu)、熱、流體及流構(gòu)耦合、熱構(gòu)耦合問(wèn)題進(jìn)行綜合性有限元分析的程序—ADINA，從而為用戶提供一攬子解決方案。ADINA 的客戶群遍布全球，包括航空航天、汽車、生物醫(yī) 學(xué)、建筑、國(guó)防、成型、高科技、機(jī)械、核能和石油和天然氣行業(yè)的大公司，以及許多大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)。

2.國(guó)內(nèi) CAE 廠商梳理

自國(guó)內(nèi)CAE行業(yè)邁入快速發(fā)展時(shí)期，大量CAE公司成立，其中代表如上海索辰信息科技有限公司、前沿動(dòng)力集團(tuán)、元計(jì)算、速石科技、中望軟件等。

一些國(guó)內(nèi)CAE廠商介紹如下：

勵(lì)頤拓
重慶勵(lì)頤拓軟件有限公司成立于 2018 年 7 月，致力于開(kāi)發(fā)完全自主可控并具有國(guó) 際先進(jìn)水平的工業(yè)仿真軟件，為機(jī)械、航空航天、軌道交通、電子、能源等領(lǐng)域的用戶提供包括整體解決方案、定制化開(kāi)發(fā)、專業(yè)技術(shù)咨詢等服務(wù)。公司由首席科學(xué)家馮志強(qiáng)教授領(lǐng)銜，擁有兩院院士及知名教授組成的顧問(wèn)團(tuán)隊(duì)，具備三十余年 CAE 相關(guān)的理論、算法及大型軟件開(kāi)發(fā)等技術(shù)積累。

HAJIF
HAJIF(航空結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與優(yōu)化系統(tǒng))是由航空工業(yè)強(qiáng)度所 623 研發(fā)的航空結(jié)構(gòu) 分析軟件，目前已走過(guò)了近五十年的風(fēng)雨歷程。HJIF 在上世紀(jì) 70 年代由強(qiáng)度專家馮鐘越立項(xiàng)，又經(jīng)過(guò)幾代人的研發(fā)與持續(xù)迭代，到 1985 年時(shí)已經(jīng)發(fā)展到 III 型，HAJIF應(yīng)用到在研的多種新飛機(jī)型號(hào)，其基本功能已經(jīng)覆蓋當(dāng)時(shí)國(guó)外主流系統(tǒng)。

英特仿真
英特仿真(INTESIM)專注于自主可控的國(guó)產(chǎn)CAE軟件研發(fā)。公司成立于 2009 年。總部位于遼寧省大連市。擁有沈陽(yáng)子公司、北京清華大學(xué)航天航空學(xué)院 “CAE 聯(lián)合研發(fā)中心”、無(wú)錫超算“蘇南制造高性能工業(yè)仿真平臺(tái)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”和上海、深圳、西安、無(wú) 錫、成都辦事處。

云道智造
2014 年 3 月，云道智造成立于清華科技園，聚焦工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)，致力于實(shí)現(xiàn)仿真技術(shù)大眾化和仿真軟件國(guó)產(chǎn)化，是國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)。經(jīng)過(guò)三年研發(fā)，基于“仿真平臺(tái)+仿真 APP 的模式”推出第三代仿真軟件系統(tǒng)領(lǐng)跑者- Simdroid。云道智造以Simdroid系統(tǒng)為核心，協(xié)同高校專家、行業(yè)專家、價(jià)值鏈合作伙伴打造仿真軟件生態(tài)系統(tǒng)，用以普惠仿真技術(shù)，推動(dòng)企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新與轉(zhuǎn)型升級(jí)。

同元軟控
MWorks 是蘇州同元軟控采用國(guó)際多領(lǐng)域統(tǒng)一建模規(guī)范Modelica形成的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證平臺(tái)。Mworks 支持基于模型的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真驗(yàn)證、模型集成、虛擬試驗(yàn)、運(yùn)動(dòng)維護(hù)以及協(xié)同研發(fā)。Mworks 是亞洲唯一完全自主的系統(tǒng)仿真軟件，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)或正在實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)內(nèi)空白的設(shè)計(jì)仿真軟件的替代，其領(lǐng)域包括系統(tǒng)仿真軟件、科學(xué)工程計(jì)算與建模仿真軟件等平臺(tái)軟件，機(jī)械多體仿真分析軟件、一維流體仿真分析軟件、電氣仿真分析軟件等專業(yè)軟件，以及航天、航空、核能、汽車等行業(yè)仿真軟件。

安世亞太
安世亞太成立于1996 年，是國(guó)內(nèi)工業(yè)企業(yè)研發(fā)信息化領(lǐng)域的領(lǐng)先者。曾提出企業(yè)仿真體系及精益研發(fā)體系，，擁有超25年的工業(yè)軟件開(kāi)發(fā)及服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，在國(guó)內(nèi)虛擬仿真市場(chǎng)處于領(lǐng)先地位。公司總部設(shè)在北京，員工700多人，研發(fā)、咨詢、技術(shù) 400 多人，碩博士占半數(shù)以上，擁有18家分子公司，客戶5000多家。

前沿動(dòng)力
前沿動(dòng)力公司是國(guó)內(nèi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、擁有開(kāi)放式易拓展平臺(tái)架構(gòu)、前后處理及求解器的商用 CAE 軟件企業(yè)。前沿動(dòng)力公司基于多學(xué)科、多物理場(chǎng)、多尺度、多保真度的CAE工程理念，研發(fā)的面向高端裝備制造的綜合仿真設(shè)計(jì)分析與優(yōu)化平臺(tái) ADI.SimWork。
目前已在航空工業(yè)沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所、航空工業(yè)中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所、航空工業(yè)洪都 650 研究所、等多家單位得到推廣與應(yīng)用，并協(xié)助客戶完成了高超聲速飛行器氣動(dòng)熱、飛行器顫振、火箭推進(jìn)、火星探測(cè)器著陸、快中子核反應(yīng)堆熱工水力計(jì)算、直升機(jī)艦船耦合氣動(dòng)干擾等多項(xiàng)尖端技術(shù)咨詢項(xiàng)目。

中望軟件
廣州中望龍騰軟件股份有限公司是領(lǐng)先的 All-in-One CAx 解決方案提供商、國(guó)內(nèi) A 股第一家研發(fā)設(shè)計(jì)類工業(yè)軟件上市企業(yè)，專注于工業(yè)設(shè)計(jì)軟件超過(guò) 20 年，建立了以“自主二維 CAD、三維 CAD/CAM、電磁/結(jié)構(gòu)等多學(xué)科仿真”為主的核心技術(shù)與產(chǎn)品矩陣。目前，中望軟件設(shè)有廣州、武漢、上海、北京、西安、美國(guó)佛羅里達(dá)六大研發(fā)中心，延攬全球優(yōu)秀人才致力于 CAx 核心技術(shù)研發(fā)。

安徽太澤透平
太澤透平技術(shù)有限公司是聚焦透平機(jī)械行業(yè) CAE工業(yè)設(shè)計(jì)軟件研發(fā)創(chuàng)新的高科技公司，公司的主要產(chǎn)品 TurboTides 是一款面向下一代透平機(jī)械自主研發(fā) CAE 集成平臺(tái)。為透平機(jī)械全行業(yè)客戶提供了一體化、專業(yè)化、定制化、智能化的 CAE 設(shè)計(jì)工具。公司擁有軟件完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、200+萬(wàn)行源代碼，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)透平機(jī)械CAE軟件空白。

SiPESC
大連星派科技有限公司致力于研發(fā)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 CAE 軟件，成立于 2017 年。公司主推的 SiPESC是繼大連理工大學(xué)力學(xué)系的結(jié)構(gòu)有限元分析與優(yōu)化軟件 JIGFEX/DDJ/JIFEX 之后研發(fā)的新一代計(jì)算力學(xué)軟件平臺(tái)。目前軟件平臺(tái)已完成了逾 150 萬(wàn)行代碼，構(gòu)建了包括系統(tǒng)集成、結(jié)構(gòu)分析、優(yōu)化計(jì)算、結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化、腳本語(yǔ)言等多個(gè) 子系統(tǒng)，發(fā)展了擴(kuò)展多尺度有限元、多重多級(jí)動(dòng)力子結(jié)構(gòu)等特色算法。

上海索辰
上海索辰信息科技股份有限公司專注于工業(yè)仿真分析軟件(CAE)的自主研發(fā) 及銷售，成立于 2006 年，總部位于上海。索辰科技軟件產(chǎn)品體系涵蓋了工程仿真軟件、工程仿真系統(tǒng)、高性能計(jì)算和工業(yè)仿真云等幾大方向。

藍(lán)威云CAE
藍(lán)威數(shù)值是國(guó)內(nèi)專業(yè)從事CAE軟件的民營(yíng)高科技企業(yè)，以數(shù)值仿真計(jì)算為驅(qū)動(dòng)，圍繞數(shù)據(jù)、模型、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的云建設(shè)框架，構(gòu)建行業(yè)數(shù)字孿生平臺(tái);與國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)、科研院所、高校、開(kāi)展廣泛的技術(shù)合作，依托云計(jì)算技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、精細(xì)化數(shù)值評(píng)估技術(shù)、行業(yè)規(guī)范指標(biāo) 體系以及技術(shù)人員豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)專業(yè)化和精細(xì)化的數(shù)值仿真軟件產(chǎn)品、為行業(yè)提供專業(yè)的數(shù)值仿真產(chǎn)品和服務(wù)，助力產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

北京適創(chuàng)
適創(chuàng)科技是國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，聚焦于智能工業(yè)設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助工程的研究和應(yīng)用。適創(chuàng)科技無(wú)論是在高性能智能算法、CAE算法以及工業(yè)軟件研發(fā)領(lǐng)域皆居國(guó)際先進(jìn)水平。公司客戶包含 GE-貝克休斯等多家國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)。

速石科技

速石科技（fastone）致力于構(gòu)建為應(yīng)用定義的云，讓任何應(yīng)用程序，始終以自動(dòng)化、更優(yōu)化和可擴(kuò)展的方式，在任何基礎(chǔ)架構(gòu)上運(yùn)行。
速石為創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)型用戶提供為應(yīng)用優(yōu)化的一站式研發(fā)云平臺(tái)，滿足半導(dǎo)體、新藥研發(fā)、汽車/智能制造、人工智能、金融科技等企業(yè)及高校科研機(jī)構(gòu)多種研發(fā)場(chǎng)景需求。基于本地+公有混合云環(huán)境的靈活部署及交付，幫助用戶提升20倍研發(fā)效率，降低成本達(dá)到75%以上，加快市場(chǎng)響應(yīng)速度，面向全球開(kāi)展競(jìng)爭(zhēng)。
速石提供即開(kāi)即用的一整套研發(fā)環(huán)境，以BIO/EDA/CAE/AI/Fintech等行業(yè)應(yīng)用的分析與加速為核心，小時(shí)級(jí)交付用戶能快速上手的可視化平臺(tái)，海量云端異構(gòu)資源（CPU/GPU/TPU/FPGA）智能化調(diào)度，全球多區(qū)域一體化協(xié)同管理和專業(yè)的R&D-IT服務(wù)，實(shí)現(xiàn)以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向的IT自動(dòng)化，助力研發(fā)驅(qū)動(dòng)行業(yè)創(chuàng)新。

南京天洑
南京天洑軟件有限公司為中國(guó)智能工業(yè)軟件研發(fā)及技術(shù)服務(wù)領(lǐng)域的高新技術(shù)企業(yè)，專注于中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)軟件的研發(fā)。公司成立于 2011 年，總部位于南京，在北京、大連、寧波設(shè)有分公司或辦事處。天洑為國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)外眾多制造業(yè)企業(yè)、國(guó)內(nèi)軍工單位、高校、科研院所提供了優(yōu)質(zhì)的工業(yè)軟件產(chǎn)品和服務(wù)，應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋能源動(dòng)力、船舶海事、車輛運(yùn)載、航空航天等。

元計(jì)算
元計(jì)算落戶于天津市濱海國(guó)家級(jí)高新開(kāi)發(fā)區(qū)生態(tài)城園區(qū)，國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，成立于 2009 年，在北京設(shè)有全資子公司。公司前身是基于梁國(guó)平教授于 1983 年在中科院所研發(fā)的 FEPG 軟件，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的應(yīng)用與改進(jìn)，收獲海內(nèi)外眾多用戶及合作伙伴，包括 Intel、Microsoft 等知名企業(yè)。公司主要從事高性能計(jì)算、CAE 軟件開(kāi)發(fā)與應(yīng)用和技術(shù)咨詢服務(wù)等，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航空航天、核能核電、海洋、地球物理、工業(yè)制造、軍工科研、人工智能、邊緣計(jì)算、水利巖土、建筑結(jié)構(gòu)、地震預(yù)測(cè)、健康監(jiān)測(cè)，教育培訓(xùn)等領(lǐng)域。

數(shù)巧科技
上海數(shù)巧信息科技有限公司成立于 2016 年，致力于開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)自主的云端 CAE 仿真軟件和協(xié)同研發(fā)平臺(tái)，為全球用戶提供 SaaS 模式的公有云 CAE 解決方案以及基于私有云的定制化開(kāi)發(fā)服務(wù)。公司自成立以來(lái)一直聚焦于云端 CAE 軟件方向，核心團(tuán)隊(duì)來(lái)自于 Altair、Autodesk 等知名 CAD/CAE 公司。經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，公司已經(jīng)獲得高新技術(shù)企業(yè)、雙軟認(rèn)定等資質(zhì)，目前已經(jīng)形成了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的云端 CAE 核心技術(shù)，擁有 19 項(xiàng)軟件著作權(quán)。

ADPSS
電力系統(tǒng)全數(shù)字實(shí)時(shí)仿真裝置 ADPSS 由中國(guó)電力科學(xué)研究院于 2000 年開(kāi)始研究、2006 年成功研制出的世界首套可模擬大規(guī)模電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真裝置。ADPSS 基于高性能機(jī)群服務(wù)器，利用機(jī)群的多節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和高速本地通訊網(wǎng)絡(luò)，采用網(wǎng)絡(luò)并行計(jì)算技術(shù)對(duì)計(jì)算任務(wù)進(jìn)行分解，并對(duì)仿真過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)和同步控制，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模復(fù)雜交直流電力系統(tǒng)的機(jī)電暫態(tài)仿真和機(jī)電-電磁暫態(tài)混合實(shí)時(shí)仿真以及外接物理裝置試驗(yàn)。

COSINE
COSINE 核電軟件包是國(guó)家電力投資集團(tuán)公司于 2015 年底發(fā)布的我國(guó)首套完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核電廠核設(shè)計(jì)與安全分析軟件，并于 2019 年 11 月正式發(fā)布應(yīng)用版。 COSINE 包含熱工水力設(shè)計(jì)與安全分析、堆芯物理設(shè)計(jì)、燃料設(shè)計(jì)、屏蔽設(shè)計(jì)與源項(xiàng)分析、嚴(yán)重事故分析、概率安全分析、堆用蒙特卡羅、群常數(shù)研制等 8 大類，15 個(gè)軟件，覆蓋國(guó) 際同類軟件 80 余項(xiàng)功能，具備了核電廠核工程設(shè)計(jì)與安全分析的所有核心功能。

PSASP
PSASP 是中國(guó)電科院自主研發(fā)的電力系統(tǒng)仿真分析軟件，能夠滿足我國(guó)電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、調(diào)度運(yùn)行以及教育科研的要求，也為電科院諸多仿真產(chǎn)品提供仿真核心引擎。PSASP 擁有集成、共享、開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫(kù)分類結(jié)構(gòu)合理，各種計(jì)算共享一套數(shù)據(jù)，并擁有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編輯和結(jié)果展示的平臺(tái)。PSASP 擁有強(qiáng)大豐富的計(jì)算功能，能夠支持穩(wěn)態(tài)分析、穩(wěn)定性分析和故障計(jì)算等功能，且還在不斷發(fā)展、完善和擴(kuò)充。

霍萊沃
上海霍萊沃電子系統(tǒng)技術(shù)股份有限公司成立于 2007 年，致力于電磁場(chǎng)仿真與測(cè)量軟件的研發(fā)及應(yīng)用，依托自主研發(fā)的電磁場(chǎng)仿真分析與相控陣校準(zhǔn)測(cè)量核心算法，為雷達(dá) 和無(wú)線通信領(lǐng)域提供用于測(cè)試、仿真的系統(tǒng)、軟件和服務(wù)，并提供相控陣部件等相關(guān)產(chǎn)品。

安懷信
北京安懷信科技股份有限公司成立于 2012 年，提供完整的正向設(shè)計(jì)研發(fā)軟件產(chǎn)品和咨詢服務(wù)業(yè)務(wù)，目前擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)研發(fā)類軟件十余個(gè)。安懷信參與了“十三五”中國(guó)航天、航空、發(fā)動(dòng)機(jī)、兵器、高鐵等多數(shù)頂級(jí)研究院所的智能設(shè)計(jì)規(guī)劃和項(xiàng)目實(shí)施;國(guó) 家高新技術(shù)企業(yè)、軟件企業(yè)、多項(xiàng)發(fā)明專利，35 個(gè)軟件著作權(quán)，成為國(guó)防科工局中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)軟件供應(yīng)商。

遠(yuǎn)算科技
遠(yuǎn)算是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的創(chuàng)新研發(fā)云平臺(tái)產(chǎn)品與服務(wù)提供商，以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)為支點(diǎn)，實(shí)現(xiàn) HPC、3D云應(yīng)用、CAD/CAE 等技術(shù)融合，打造出服務(wù)于工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的平臺(tái) 化產(chǎn)品組合。公司自成立以來(lái)吸引了如 Facebook、微軟、聯(lián)想、IBM、北汽、阿里巴巴、富士康等海內(nèi)外人才，并且在杭州、北京、上海、成都、合肥、西安等人才高地設(shè)有辦公地點(diǎn)。

希格瑪仿真
希格瑪仿真是致力于工業(yè)設(shè)計(jì)軟件與設(shè)計(jì)平臺(tái)開(kāi)發(fā)的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，總部位于北京，成立于2014年。經(jīng)過(guò)多年的努力奮斗已成為國(guó)內(nèi)專用軟件開(kāi)發(fā)和計(jì)算服務(wù)行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。2019年公司獲得第十五屆中國(guó)CAE工程分析技術(shù)年會(huì)頒發(fā)的中國(guó)數(shù)字仿真自主軟件創(chuàng)新獎(jiǎng)。

十灃科技
十灃科技致力于高端工業(yè)軟件、數(shù)字孿生系統(tǒng)與仿真云服務(wù)平臺(tái)自主研發(fā)及產(chǎn) 業(yè)化。深圳十灃科技有限公司成立于 2020 年 12 月，以清灃溪科技的核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)、主要技術(shù)團(tuán)隊(duì)以及業(yè)務(wù)等重新組建而成。十灃科技成功組建后，清灃溪科技予以注銷。

以上的CAE軟件廠商排名不分先后,還有一些其他的一些本篇就不一一列舉。

三、CAE軟件

要完成一項(xiàng)CAE工程，合適的軟件是必須配備的，目前比較常用的CAE分析軟件有ANSYS、ABAQUS、HYPERMESH、NASTRAN、ADINA、MARC、MAGSOFT、COSMOL等。
我們不能簡(jiǎn)單地評(píng)價(jià)哪種軟件最強(qiáng)大，因?yàn)槊恳环N都有其優(yōu)勢(shì)和照顧不到的地方，就看你怎么使用它了。換句話說(shuō)，在具體的工程實(shí)踐中，能正確地選擇某種或某幾種軟件也體現(xiàn)了工程師們的專業(yè)素養(yǎng)。

ABAQUS
ABAQUS長(zhǎng)于非線性有限元分析，可以分析復(fù)雜的固體力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)系統(tǒng)，特別是能夠駕馭非常龐大的復(fù)雜問(wèn)題和模擬高度非線性問(wèn)題，不但可以做單一零件的力學(xué)和多物理場(chǎng)的分析，同時(shí)還可以做系統(tǒng)級(jí)的分析和研究，其系統(tǒng)級(jí)分析的特點(diǎn)相對(duì)于其他分析軟件來(lái)說(shuō)是獨(dú)一無(wú)二的。
ABAQUS為業(yè)界贊譽(yù)的“分析功能全面”這一特點(diǎn)也是在非線性部分才表現(xiàn)得特別突出。比如說(shuō)，用ANSYS進(jìn)行結(jié)構(gòu)非線性計(jì)算的時(shí)候，總要進(jìn)行很多參數(shù)的設(shè)置，也比較容易不收斂，而ABAQUS卻無(wú)需這方面的擔(dān)憂；ABAQUS解決巖土、混凝土等的非線性問(wèn)題比MARC要好，光本構(gòu)就一大堆，而且例子也多，而ANSYS巖土能力為零。另外它的先進(jìn)的軟件設(shè)計(jì)思想、嚴(yán)密直觀的系統(tǒng)，以及多載荷步的計(jì)算和規(guī)劃也是值得大家點(diǎn)贊的。需要指出的是，ABAQUS對(duì)爆炸與沖擊過(guò)程的模擬相對(duì)不如DYTRAN和LS-DYNA3D。
它最大的缺點(diǎn)是上手慢，也沒(méi)有看到什么readfriendly的教程。

ANSYS
ANSYS軟件是一款大型通用有限元分析軟件，之所以這么說(shuō)是因?yàn)樗哪K很多（但是它們核心的計(jì)算部分變化不大），這些模塊是在收購(gòu)很多很牛掰的軟件后整合形成的。目前ANSYS融結(jié)構(gòu)、流體、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、聲場(chǎng)分析于一體的，擅長(zhǎng)于多物理場(chǎng)和非線性問(wèn)題的有限元分析，對(duì)于流體分析，電磁分析，瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析已經(jīng)很強(qiáng)大，在鐵道，建筑和壓力容器方面應(yīng)用較多。它的明顯優(yōu)勢(shì)在多場(chǎng)耦合，尤其是物理場(chǎng)耦合。至于熱分析則很一般，對(duì)于巖土結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)計(jì)算也不是很強(qiáng)悍。另外值得一提的是ANSYS的apdl語(yǔ)言非常高級(jí)，這也是非常多工程師喜歡使用這款軟件的原因之一。目前ANSYS又推出了ANSYS16.0軟件，在結(jié)構(gòu)、流體、電磁、多物理場(chǎng)耦合仿真、嵌入式仿真各方面都有發(fā)展，我只能說(shuō)，為了仿真ANSYS也是蠻拼的

LS-DYNA
LS-DYNA由LSTC公司開(kāi)發(fā)，是一個(gè)通用顯式非線性動(dòng)力分析有限元程序，也是公認(rèn)的計(jì)算沖擊，碰撞問(wèn)題的很牛的軟件。LS-DYNA最初是1976年在美國(guó)勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室由J.O.Hallquist主持開(kāi)發(fā)完成的，主要目的是為核武器的彈頭設(shè)計(jì)提供分析工具，后經(jīng)多次擴(kuò)充和改進(jìn)，計(jì)算功能更為強(qiáng)大。雖然該軟件聲稱可以求解各種三維非線性結(jié)構(gòu)的高速碰撞、爆炸和金屬成型等接觸非線性、沖擊載荷非線性和材料非線性問(wèn)題，但實(shí)際上它在爆炸沖擊方面，功能相對(duì)較弱，其歐拉混合單元中目前最多只能容許三種物質(zhì)，邊界處理很粗糙，在拉格朗日——?dú)W拉結(jié)合方面不如DYTRAN靈活。
由于LS-DYNA在沖擊、碰撞領(lǐng)域的成績(jī)斐然，ANSYS也購(gòu)買了它的求解器進(jìn)行沖擊，碰撞問(wèn)題的計(jì)算。不過(guò)，在ANSYSWORKBENCH中的AUTODYN軟件計(jì)算沖擊，碰撞的功能與LS-DNYA相似，也非常好。該軟件不僅具有FEM求解器，也具有有限體積求解器用于計(jì)算流體，以及無(wú)網(wǎng)格方法進(jìn)行爆炸的仿真，做得非常好，并不比LS-DYNA差。
CAE云實(shí)證Vol.8：LS-DYNA求解效率深度測(cè)評(píng) │ 六種規(guī)模，本地VS云端5種不同硬件配置

DYTRAN
DYTRAN軟件由MSC.software公司開(kāi)發(fā)，在同類軟件中，DYTRAN在高度非線性、流固耦合方面有獨(dú)特之處。MSC.DYTRAN程序是在LS-DYNA3D的框架下，在程序中增加荷蘭PISCES；INTERNATIONAL公司開(kāi)發(fā)的PICSES的高級(jí)流體動(dòng)力學(xué)和流體結(jié)構(gòu)相互作用功能，還在PISCES的歐拉模式算法基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了物質(zhì)流動(dòng)算法和流固耦合算法發(fā)展而來(lái)的。但是，由于MSC.DYTRAN是一個(gè)混合物，在繼承了LS-DYNA3D與PISCES優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也繼承了其不足。首先，材料模型不豐富，對(duì)于巖土類處理尤其差，雖然提供了用戶材料模型接口，但由于程序本身的缺陷，難于將反映材料特性的模型加上去；其次，沒(méi)有二維計(jì)算功能，軸對(duì)稱問(wèn)題也只能按三維問(wèn)題處理，使計(jì)算量大幅度增加；在處理沖擊問(wèn)題的接觸算法上遠(yuǎn)不如當(dāng)前版的LS-DYNA3D全面。

ANSYS Fluent
Fluent是目前可用的、功能較強(qiáng)大的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）軟件工具，能夠讓您更深入更快速地優(yōu)化自己的產(chǎn)品性能。Fluent內(nèi)含經(jīng)充分驗(yàn)證過(guò)的物理建模功能，能為廣泛的CFD和多物理場(chǎng)應(yīng)用提供快速、精確的結(jié)果。
ANSYS Fluent軟件內(nèi)置豐富的模型流、湍流、熱傳導(dǎo)和工業(yè)應(yīng)用相互作用所需的物理建模功能，應(yīng)用范圍涵蓋機(jī)翼氣流、爐內(nèi)燃燒、泡罩塔、石油平臺(tái)、血流、半導(dǎo)體制造、無(wú)塵室設(shè)計(jì)和污水處理廠。借助專用模型，該軟件能夠?qū)飧變?nèi)燃燒、空氣聲學(xué)、旋轉(zhuǎn)機(jī)械和多物理場(chǎng)系統(tǒng)進(jìn)行建模，從而進(jìn)一步拓展了其應(yīng)用范圍。它具有豐富的物理模型、先進(jìn)的數(shù)值方法和強(qiáng)大的前后處理功能，在航空航天、汽車設(shè)計(jì)、石油天然氣和渦輪機(jī)設(shè)計(jì)等方面都有著廣泛的應(yīng)用
CAE云實(shí)證Vol.5：怎么把需要45天的突發(fā)性Fluent仿真計(jì)算縮短到4天之內(nèi)？

ADINA
ADINA是近年來(lái)發(fā)展最快的有限元軟件，它獨(dú)創(chuàng)有許多特殊解法，如勁度穩(wěn)定法(StiffnessStabilization)，自動(dòng)步進(jìn)法(AutomaticTimeStepping)，外力-變位同步控制法(Load-DisplacementControl)以及BFGS梯度矩陣更新法，使得復(fù)雜的非線性問(wèn)題(如接觸，塑性及破壞等)，具有快速且?guī)缀踅^對(duì)收斂的特性，且程式具有穩(wěn)定的自動(dòng)參數(shù)計(jì)算，用戶無(wú)需頭痛于調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)。另外值得一提的就是它有源代碼，我們可以對(duì)程序進(jìn)行改造，滿足特殊的需求。

NASTRAN
NASTRAN是大型通用結(jié)構(gòu)有限元分析軟件，也是全球CAE工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的原代碼程序。NASTRAN系統(tǒng)長(zhǎng)于線性有限元分析和動(dòng)力計(jì)算，因?yàn)楹蚇ASA(美國(guó)國(guó)家宇航局)的特殊關(guān)系，它在航空航天領(lǐng)域有著崇高的地位。NASTRAN的求解器效率比ANSYS高一些。NASTRAN，結(jié)構(gòu)分析做得很好，用起來(lái)感覺(jué)不出與ANSYS有多大的差別。在中國(guó)也占領(lǐng)了相當(dāng)大的用戶市場(chǎng)。

ALGOR
ALGOR屬于中高檔CAE分析軟件，在汽車，電子，航空航天，醫(yī)學(xué)，日用品生產(chǎn)，軍事，電力系統(tǒng)，石油，大型建筑以及微電子機(jī)械系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域中均有廣泛應(yīng)用。它最大的特點(diǎn)是易學(xué)易用，界面友好，操作簡(jiǎn)單，這可以極大提高軟件應(yīng)用者在工程實(shí)際中的效率。

COSMOL
COMSOL集團(tuán)是全球多物理場(chǎng)建模解決方案的提倡者與領(lǐng)導(dǎo)者。憑借創(chuàng)新的團(tuán)隊(duì)、協(xié)作的文化、前沿的技術(shù)、出色的產(chǎn)品，這家高科技工程軟件公司正飛速發(fā)展，并有望成為行業(yè)領(lǐng)袖。其旗艦產(chǎn)品COMSOL Multiphysics 使工程師和科學(xué)家們可以通過(guò)模擬，賦予設(shè)計(jì)理念與生命。它有無(wú)與倫比的能力，使所有的物理現(xiàn)象可以在計(jì)算機(jī)上完美重現(xiàn)。
COMSOL 提供的多個(gè)輔助工具，進(jìn)一步提升了仿真平臺(tái)的功能應(yīng)用，為工程人員提供了驗(yàn)證、優(yōu)化設(shè)計(jì)和仿真 App 部署的一體化解決方案。COMSOL 產(chǎn)品主要面向技術(shù)型企業(yè)、研發(fā)中心、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室以及高等院校的廣大工程師和科研人員。通過(guò)模擬真實(shí)世界中的多物理場(chǎng)現(xiàn)象，幫助工程師開(kāi)發(fā)出更好的技術(shù)和產(chǎn)品。
CAE云實(shí)證Vol.11：這樣跑COMSOL，是不是就可以發(fā)Nature了

HYPERMESH

HYPERMESH被業(yè)界人士稱為前處理專家。在網(wǎng)格劃分方面，恐怕沒(méi)有哪個(gè)軟件可與之匹敵。其對(duì)網(wǎng)格的精密而底層的控制，令人嘆為觀止。所以，設(shè)若要做幾何清理，劃分網(wǎng)格，HYPERMESH的確是首選。

汽車領(lǐng)域90%以上的LICENSE是hypermesh+nastran。HYPERMESH是萬(wàn)金油，在汽車領(lǐng)域的另外常用搭配是HYPERMESH+ABAQUS也占相當(dāng)比重。

MARC

MARC是做非線性很牛的軟件，具有極強(qiáng)的結(jié)構(gòu)分析能力。可以處理各種線性和非線性結(jié)構(gòu)分析包括：線性/非線性靜力分析、模態(tài)分析、簡(jiǎn)諧響應(yīng)分析、頻譜分析、隨機(jī)振動(dòng)分析、動(dòng)力響應(yīng)分析、自動(dòng)的靜/動(dòng)力接觸、屈曲/失穩(wěn)、失效和破壞分析等。但是其操作界面用起來(lái)很費(fèi)勁，有自虐傾向的人可能會(huì)被虐得很爽。比較一下文件輸入和讀取這兩項(xiàng)：MARC的輸入文件要比ABAQUS難讀懂，工況的變化也不如ABAQUS靈活。但是，MARC的求解器速度非常地快，類似的問(wèn)題要比ABAQUS快幾倍。Patran的通用性遠(yuǎn)比MARC強(qiáng)。它可以產(chǎn)生Nastran，ABAQUS，MARC等所需的文件，也可以讀取它們的結(jié)果文件。

以上就是本篇的關(guān)于CAE的本質(zhì)，廠商及一些軟件的介紹，想了解更多CAE相關(guān)信息 歡迎掃碼關(guān)注小F（ID：iamfastone）獲取

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