中国计算力学软件现状
YJK与PKPM对比
YJK与PKPM对比YJK和PKPM计算之间的比较和差异（内部培训材料，仅供学习参考）YJK和SATWE都使用三维杆单元来计算梁和柱，使用壳单元来计算剪力墙和楼板（楼板或膜单元），它们在这方面是相同的然而，YJK 从SATWE不能满足当前工程需求的大量需求这一事实出发，采用了比SATWE更先进的机械有限元计算和分析技术。
机械有限元是一个不同于工程设计的技术领域。
YJK采用了当今该领域产生的大量先进技术，适用于YJK的机械有限元核心计算，这是目前越来越复杂的工程计算。
在北京大学力学系陈普教授团队成果的基础上，陈普教授担任北京大学力学系系主任，是袁吴明教授SAP84团队的核心骨干。
他在国外做了十多年的博士后，在美国的CSI公司工作。
陈普教授在工程计算方面有着深厚的造诣，应该是中国静力和动力计算及求解方面的顶尖专家之一。
YJK机械有限元核心计算的改进如下:1 .采用该领域的大量先进技术，如生死单元技术，实现一个模型的多重计算；合理应用偏心刚性区域、主从节点、协调不协调单元等技术（简称MPC），通过在指定的自由度和一个或多个自由度之间建立一定的关系，并在构件偏心处理、短梁与短墙的融合、刚性楼板、刚性连接、墙与墙的不协调关系等方面加以应用，可以避免计算异常，提高计算稳定性，减少计算单元的数量。
在墙体单元的优化计算和精度、适应性、稳定性计算等方面都有了很大的改进。
局部振动鉴别以发现模型缺陷；有效质量系数自动达标算法:一种新的偶然偏心算法（瑞利-里兹投影反射光谱法）；新的重力二阶效应算法等2，它补充了SATWE比例阻尼算法中缺少的许多功能:在计算地震作用时，混凝土结构和钢结构组成的混合结构可以根据不同的阻尼比进行计算。
根据应变能的加权平均值计算等效阻尼比，属于抗震规范第10.2.8条要求的“模态阻尼比法”。
地震作用计算采用里兹矢量法:Etabs、Midas等软件也提供了地震作用质量参与系数不易计算的情况，如大型多塔结构、大跨度体育场结构、大型平面结构、竖向地震作用计算等。
介绍计算流体力学通用软件——Fluent
介绍计算流体力学通用软件——Fluent专业品质权威编制人：______________审核人：______________审批人：______________编制单位：____________编制时间：____________序言下载提示：该文档是本团队精心编制而成，期望大家下载或复制使用后，能够解决实际问题。
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CAE软件及其运用现状分析
CAE软件及其运用现状分析一、在工程设计中的应用：1.结构分析：CAE软件可以通过有限元分析方法对产品的结构进行强度、刚度等性能分析，并进行结构优化，提高产品的可靠性和安全性。
2.流体力学：CAE软件可以模拟液体和气体在管道、容器、风洞等中的流动行为，优化流体系统的设计和效率。
3.热传导：CAE软件可以分析热传导现象，并进行热交换器、散热器等热管理系统的设计和优化。
4.电磁场分析：CAE软件可以模拟电磁场的传播和分布情况，帮助设计电路、电感、变压器等电子产品。
二、CAE软件的特点：1.高度精确性：CAE软件基于数学模型和物理原理进行分析和仿真，具有高度精确性，可以准确预测产品在不同工况下的性能。
2.高效性和节省成本：使用CAE软件可以快速进行多种分析和优化，避免了繁琐的实验过程，减少了时间和成本的浪费。
3.多学科集成：CAE软件可以模拟多学科的物理现象，并进行多学科的集成分析，帮助工程师进行全面的设计优化。
4.交互性和可视化：CAE软件具有友好的用户界面和可视化结果展示，工程师可以直观地观察和分析产品的性能。
三、CAE软件的发展趋势：1.多物理场耦合分析：随着工程领域的不断发展，产品的设计越来越复杂，多种物理场之间的耦合效应也变得重要。
未来的CAE软件将更加注重多物理场之间的耦合分析和优化。
2.大规模计算能力：CAE分析需要进行大规模的数值计算，需要庞大的计算资源支持。
未来的CAE软件将更加注重提高计算能力和效率，以满足工程师复杂问题的分析需求。
3.智能化和自动化：未来的CAE软件将更加注重智能化和自动化的功能，通过模型预测和优化算法等技术，提供更精确、高效的分析和优化结果。
4.云计算和协同工作：云计算可以提供大量的计算资源，并实现CAE 软件在云端的远程使用和数据共享。
未来的CAE软件将更趋向于在云端进行分析和协同工作，提高工程师的工作效率和沟通效果。
总之，CAE软件的应用不断拓宽，涉及的行业和领域越来越广泛，未来的发展空间也非常广阔。
计算流体力学在农业工程中的应用现状与发展趋势
计算流体力学在农业工程中的应用现状与发展趋势计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）是一种模拟流体力学问题的数值计算方法，借助计算机技术，通过连续介质力学、运动学和热力学等原理，对涉及流体流动、传热、传质等问题进行数值模拟和计算。
计算流体力学在农业工程中的应用，可以有效地优化农业生产系统，提高农作物的产量和品质，降低农业生产过程中的能耗和环境污染。
一、计算流体力学在温室大棚设计中的应用温室大棚作为现代农业生产的重要手段之一，对温室内的气候环境进行合理调控，是提高农业产量和质量的关键。
使用计算流体力学模拟温室大棚内的空气流动、温度分布和湿度变化等参数，可以帮助农业工程师确定温室内的最佳气候控制策略，提高温室内作物的生长环境。
二、计算流体力学在农田灌溉中的应用灌溉对于农田的水资源利用和农业生产起着至关重要的作用。
利用计算流体力学模拟地下水流动和土壤水分传输，可以评估灌溉系统的水分利用效率，优化灌溉方案，避免水资源的浪费和土壤的盐碱化。
此外，还可以通过计算流体力学模拟灌溉设施内的水流分布和压力变化，以评估系统的性能，并进行优化设计。
三、计算流体力学在精准农业中的应用精准农业是一种利用先进的信息技术和农业装备，对农田进行精细化管理的农业生产模式。
计算流体力学结合无人机、传感器等技术，可以模拟农田内的气候、土壤水分、养分分布等情况，并实时调整农机设备的操作参数，实现对不同农田区块的精细化管理。
通过精确控制农田内的水分、养分和农药的分布，可以提高农作物的产量和质量，减少化肥、农药的使用量，降低环境污染。
四、计算流体力学在农业机械设计中的应用合理的农业机械设计可以提高农业生产效率，降低劳动强度。
利用计算流体力学模拟农业机械与农田的相互作用，可以优化机械设备的结构和性能，改善农机在不同环境下的工作表现。
此外，计算流体力学还可以模拟农机在作业过程中的风阻、水阻等外力，对机械进行优化设计，减少能耗，提高机械的使用寿命。
介绍计算流体力学通用软件——Fluent
介绍计算流体力学通用软件——Fluent介绍计算流体力学通用软件——Fluent计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）是一门综合了流体力学、计算数学和计算机科学等多学科知识的交叉学科。
CFD软件被广泛应用于工程领域，可用于模拟和分析各种流体现象。
其中，Fluent是一款被广泛使用的计算流体力学通用软件，本文将对其进行详细介绍。
一、Fluent软件的简介Fluent是美国ANSYS公司推出的一款流体力学仿真软件，已经成为了全球工程仿真界最为流行的工具之一。
该软件内置了丰富的求解器和算法库，可用于模拟包括传热、流动、多相流、反应等在内的各种物理现象。
Fluent具有综合性、灵活性和高精度的特点，能够支持各类工程问题的模拟与分析。
二、Fluent软件的功能特点1. 多物理场耦合模拟能力：Fluent支持多物理场的耦合模拟，如流体力学、传热、化学反应等。
用户可以方便地将多个模拟场景进行耦合，实现真实物理现象的模拟和分析。
2. 多尺度模拟能力：Fluent可实现多尺度模拟和跨尺度传递分析，从宏观到微观的全过程仿真。
这使得用户可以更全面地了解系统的行为和特性。
3. 自由表面流模拟：Fluent具备出色的自由表面流模拟能力，可以模拟液体与气体之间的界面行为。
在船舶、液相冷却器等领域得到了广泛应用。
4. 求解器丰富：Fluent内置了多种求解器和前处理器，可适应不同问题的求解和分析需求。
用户可根据具体问题选择合适的求解器，提高仿真效率和精度。
5. 高精度的算法库：Fluent拥有精确可靠的数值方法和算法库，可以满足不同工程问题的精度要求。
其算法被广泛验证和应用，可保证结果的准确性。
三、Fluent软件的应用领域Fluent软件广泛应用于航空航天、汽车工程、能源领域、化工等众多工程领域。
以下是其中的几个典型应用领域：1. 汽车空气动力学：Fluent可以在设计阶段对汽车的空气动力学性能进行仿真，优化车身外形，提升汽车的空气动力学效果。
【流体】10个目前流行的CFD仿真软件，你了解几个？
【流体】10个目前流行的CFD仿真软件，你了解几个？说到仿真计算流体力学软件（CFD软件），大家都耳熟的有ANSYS Fluent、cfx、STAR-CCM、comsol、OpenFOAM、Phoenics等等。
它们都有各自的仿真优势和市场。
但是，CFD仿真软件多了，容易让我们迷茫。
一方面，我们不可能全部软件都学会；另一方面，我们很少人明白它们各自的优缺点，这点对于仿真一些特殊问题时候选对软件会很关键。
下面为您介绍10个目前流行的CFD 软件。
1. ANSYS Fluent使用领域：流体流动、多相流、流固耦合、动网格、传热与辐射、燃烧和化学反应、声学和噪声。
特点：提供丰富的湍流模型和多相流模型，模型都有精确验证过。
方便与ANSYS平台其他仿真模块进行多物理场仿真。
介绍的资料和书本最多，方便上手。
市场占有率高。
2. Phoenics使用领域：流体流动、多相流、传热传质、燃烧和化学反应、暖通建筑。
特点：提供丰富的湍流模型和多相流模型。
软件自带1000多个例题，方便学习。
最大限度的向用户开放了程序，用户可以任意修改和添加各种程序和模型。
3. cfx使用领域：流体流动、传热、辐射、多相流、化学反应、燃烧。
可满足泵、风扇、压缩机、燃气涡轮和水力涡轮等旋转机械应用的需求。
特点：是全球第一个发展和使用全隐式多网格耦合求解技术的商业化软件。
一直占据着80%以上的旋转机械CFD市场份额。
2003年被ANSYS收购，方便与ANSYS平台其他仿真模块进行多物理场仿真。
4. STAR-CCM使用领域：流动、传热、应力、噪声、多相流、燃烧。
特点：搭载了CD-adapco独创的最新网格生成技术，使用CD-adapco倡导的多面体网格，相比于原来的四面体网格，在保持相同计算精度的情况下，可以实现计算性能约3～10倍的提高。
能很好地支持船的前期设计研究，目前在船类行业应用甚广。
5. OpenFOAM使用领域：可以模拟复杂流体流动、化学反应、湍流流动、换热分析等现象，还可以进行结构动力学分析、电磁场分析。
量子计算机的发展现状和未来展望
量子计算机的发展现状和未来展望随着信息技术的不断发展，计算机科学得到了前所未有的发展。
在这其中，量子计算机被认为是下一代计算机的重要突破口。
那么，量子计算机的发展现状和未来展望是怎样的呢？一、量子计算机的发展现状量子计算机是利用量子力学的原理进行计算的计算机，它采用了一些基于量子力学的特殊构建方式，这些构建方式允许处理的信息单元比经典计算机更加丰富。
量子计算机结合了互补的特性，包括高速运算和超高性能，这是传统计算机所不能比拟的。
目前，量子计算机的发展已经取得了一定的成果。
Google 在2019 年通过 Sycamore 处理器实现了超越经典计算机性能的里程碑。
Sycamore 处理器仅仅在 200 s 的时间内计算出了一个经典计算机不可能计算的结果。
此外，中国的科学家们也在 2020 年实现了基于通用量子计算的证明性计算。
虽然量子计算机的发展现状看起来很理想，但同时我们也要看到，量子计算机目前仍面临着一些挑战。
这些挑战包括硬件、软件、公钥加密、量子错误纠正和实现大规模量子比特等问题。
因此，量子计算机的未来发展需要克服以上挑战，并从硬件、算法和应用几个方面加以推进。
二、量子计算机的未来展望在未来，量子计算机将会从三个方面发展：硬件、算法和应用。
1. 硬件硬件方面的发展是量子计算机发展的基础。
目前，由于量子计算机的器件制造仍处于基础阶段，硬件方面的更新换代较慢。
但是，如今的技术发展非常迅猛，据估计，大约在未来 10 年内，将会推出能够处理 100 个量子位的量子计算机。
目前，IBM、Google、Intel、华为等世界知名的科技企业均在积极推进量子计算机的研发。
未来，通过量子芯片技术的中心化发展，量子计算机将会和传统计算机相比，具有更快的速度和更高的计算精度。
2. 算法当前，建立基于量子计算的新算法以及优化传统算法已成为量子计算机发展的主流方向。
在未来，如果我们能发展出一些基于量子计算机的更可靠、更实际的算法，量子计算机的应用将会更加广泛。
助力发展，探索无限——记大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室
实验室开辟了若干具有引领性的研 究方向，是我国计算力学及工程科学计算 领域的旗帜性单位。科研成果曾先后4次 获得国家自然科学奖二等奖。其中基于辛 几何的弹性力学新体系开创了计算力学研 究的全新方向；结构优化多项基础研究工 作被权威学者评价为“引发了整个拓扑优 化领域（研究）”以及对相关领域的“里 程碑式”贡献。近年来，实验室有关基于 移动可变形组件的结构拓扑优化新框架等 方面的成果开辟了全新的研究方向，被评 价为“可以极大减少计算困难”“开创性 贡献”。这些工作受到国内外学术界持续 关注，吸引了众多学者开展后继研究， 相关工作2019年获得国家自然科学奖二等 奖。实验室人员还多次应邀在世界计算力 学大会等重要学术会议上作大会/半大会 报告。近年来，实验室在计算力学顶级期 刊发文量排名世界第4位，若干代表性论 文被引次数位居相应期刊前列，还获得 了国家科技进步奖（特等奖、二等奖各1 项）、高等学校科学研究优秀成果奖（一 等奖3项）等多项重要科技奖励。实验室
实验室主要的研究方向包括：1）计 算力学与工程科学计算的理论和方法； 2）结构优化设计的现代理论和计算方 法；3）大规模计算工程软件系统研究开 发和应用；4）复杂环境下重大工程和工 业装备结构的试验、分析与评价。
实验室拥有力学一级国家重点学科， 工程力学、固体力学、船舶与海洋结构物 设计制造3个二级国家重点学科，以及力 学、船舶与海洋工程2个博士后科研流动 站。建有“计算力学与工程科学计算”和 “结构优化”2个国家自然科学基金委创 新研究群体；“结构优化的理论、方法及 应用”教育部创新团队；“结构强度与轻 量化设计”和“结构耦合分析与设计”2 个国防科工局国防科技创新团队。目前 有固定人员92人，其中中国科学院院士3 人、韩国工程院院士1人、国家杰出青年 科学基金获得者11人、长江学者奖励计划
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袁明武北京大学力学与工程科学系
摘要：本文从国际、国内以有限元方法为基础的计算力学软件的现状和对比出发，探讨了我国在开发、营销、维护等诸多环节中的若干问题，进行了一些思考，提出了为发展我国的计算力学软件的若干参考性的意见。
关键词：有限元、计算力学软件
国际上计算力学软件的现状
从1965年第一次出现“有限元”这个名词，到70年代美国第一个有限元结构分析系统SAP问世，到今天已有25年的时间。
整整一代人在这一方面做了艰苦卓绝的努力，已经形成了若干国际上著名的大型计算力学系统，解决了成千上万个工程实际课题，为科学技术的发展和工程应用做出了不可磨灭的贡献。
目前这些系统已经相当成熟，在国际市场上拥有大量的用户。
比如美国的ANSYS系统擅长于多物理场和非线性问题的有限元分析，ABAQUS长于非线性有限元分析，NASTRAN系统长于线性有限元分析和动力计算，LSDYNA长于冲击、接触等非线性动力分析。
它们都是国际上非常优秀的大型有限元分析系统，突出的显示了在计算力学方面深厚、先进的科学基础。
美国ANSYS系统是长期独立开发的大型线性、非线性有限元分析系统，他的强大的功能、灵活方便的用户界面博得了世界上众多用户的钟爱，美国MSC-NASTRAN系统以最早期的主要用于航空航天方面的线性有限元分析系统为基础，兼并了PDA公司的PATRAN，又在以冲击、接触为特长的DYNA3D的基础上组织开发了非线性程序DYTRAN，美国ABAQUS系统由三位年轻人以两千美元起家编写程序，到今天发展成为国际上著名的有限元程序系统，经历了艰苦的开发、应用、经营的路程，达到了巨大的成功。
为什么这么多著名的、重要的有限元程序系统都集中在美国得以实现，以个人的见解主要有以下原因：
1）美国的科学界、工程界非常重视把科学研究的成果转化为生产力；
2）美国的软件被公认为是一种高技术的知识密集型产品，能够以较高的价格转让，经营者可以从收益中得到足够的回报来支持进一步开发，维护和技术服务；
3）知识产权的法律意识很强，盗版的现象很少；
4）有优秀的维护、培训、建立文档的传统，在软件质量上精益求精，有良好的信誉；
5）许多学者、软件公司的负责人既有较高的学术水平，又有丰富而杰出的管理、经营方面的经验，敢于做出重大的决策；
6）在利益合理分配的原则下能够合作、共事，使企业越办越大。
作者以为国际上许多成功的例子是值得借鉴的，特别是值得我国科技界的决策人物所汲取。
我国计算力学软件的现状
我国计算力学软件是从70年代开始的，起步算是早的。
第一个自行开发的软件系统当
推大连理工大学钟万勰院士组织开发的JIGFEX[注：现在最新版本为JIFEX V3.0]。
其次是航空工业部623所开发的HAJIF,它们在我国的工程应用方面起了一定的作用，解决了不少的工程实际问题，但由于没有坚持进行长期的维护和进一步的开发，加上引进国外软件SAP5的冲击，广大用户可以无偿或者以极低的代价得到元程序，结果就形成了“功亏一篑”的局面。
由我本人领导和组织开发的SAP84，惨淡经营十几年，得到了一个勉强维持的回报。
其功能仅限于线性，虽然解决了工程界数以千计的重要问题，但在功能方面得不到快速的扩充，在图形的前后处理方面尚跟不上用户的需求。
在经营方面作为一个学者可以说根本不懂，没有任何行销策略、政策，也没有力量进行宣传，人力财力极为有限，与国际上的计算力学软件相比，只能是凤毛麟角。
我国计算力学方面的软件在国际上还没有出现过一个有影响的软件系统，各个大专院校每年有数以百计的博士论文，数以千计的硕士论文都在写计算力学方面的程序、发表论文，但是最终大多成为一堆废纸。
国家自然科学基金也曾支持过几个计算力学软件的开发，但都以发表几篇文章而告终。
几点思考
我国从事计算力学有限元理论、算法研究的工作者不下万余人，其中从事软件工作的不下数千人，这样一批人居然拿不出一个像样的在国际上站住脚的软件系统来，感到十分惭愧。
而我们培养的许多优秀人才却成了国外许多计算力学软件公司的主要开发人员，难道不值得我们深思吗？
1）计算力学软件是把计算力学的理论成果、算法转换为能解决工程实际问题的生产力的主要手段，它是一种创造性的劳动，是要把最新的计算机技术、软件工具、算法和工程知识结合在一起的综合性工作。
但软件开发在一段时期内被学术界认为没有学术水平，评职称提工资都受影响。
这种情况目前在好转之中。
2）一支高质量的稳定的队伍是开发计算力学系统的关键。
软件开发是一项极为艰苦得劳动，需要长期、连续的持之以恒的工作。
一个大型通用有限元程序系统的开发需要硕士以上水平的15~20人合作5~10年。
但维护和培训、销售和售后服务，就需要一支25~30人的队伍连续工作5~10年。
像这样的人员构成和长时间的稳定性，在目前的国内环境下几乎不存在。
3）目前的国内软件市场，高质量的软件不能得到高的回报，软件价格上不去，因此产品的效益不能维持开发人员的高待遇，更谈不上扩大再生产。
4）盗版行为在我国仍然猖獗，这种情况严重打击了国内软件开发人员的积极性。
5）一批既懂学术又懂销售、管理的人员极为需要，但目前没有这样的人才，这使得我们即使有了好的软件也打不进国际市场。
结论是：如果没有政策上和体制上的重大改革，在近十年内，我国计算力学软件不可能出现高质量的大型计算力学软件系统。