CAE領(lǐng)域高性能計(jì)算發(fā)展趨勢(shì)分析

1、CAE領(lǐng)域高性能計(jì)算發(fā)展趨勢(shì)分析目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc529003113 一、 CAE簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc529003113 h 1 HYPERLINK l _Toc529003114 1.1 什么是CAE PAGEREF _Toc529003114 h 1 HYPERLINK l _Toc529003115 1.2 CAE產(chǎn)業(yè)鏈 PAGEREF _Toc529003115 h 1 HYPERLINK l _Toc529003116 二、 國(guó)外CAE技術(shù)發(fā)展歷程 PAGEREF _Toc529003116 h 2 HYPERLINK

2、l _Toc529003117 三、 國(guó)內(nèi)CAE技術(shù)發(fā)展歷程 PAGEREF _Toc529003117 h 4 HYPERLINK l _Toc529003118 四、 CAE軟件發(fā)展歷程 PAGEREF _Toc529003118 h 6 HYPERLINK l _Toc529003119 4.1 CAE軟件分類(lèi) PAGEREF _Toc529003119 h 6 HYPERLINK l _Toc529003120 4.2 CAE軟件基本框架 PAGEREF _Toc529003120 h 7 HYPERLINK l _Toc529003121 4.3 CAE軟件發(fā)展歷程 PAGEREF

3、_Toc529003121 h 8 HYPERLINK l _Toc529003122 4.3.1 CAE軟件發(fā)展歷程 PAGEREF _Toc529003122 h 8 HYPERLINK l _Toc529003123 4.3.2 CAE主要軟件發(fā)展歷程 PAGEREF _Toc529003123 h 18 HYPERLINK l _Toc529003124 五、 不同領(lǐng)域CAE仿真基本原理和相關(guān)軟件介紹 PAGEREF _Toc529003124 h 20 HYPERLINK l _Toc529003125 5.1力學(xué)仿真計(jì)算 PAGEREF _Toc529003125 h 20 HYP

4、ERLINK l _Toc529003126 5.1.1計(jì)算固體力學(xué) PAGEREF _Toc529003126 h 20 HYPERLINK l _Toc529003127 5.1.2計(jì)算流體力學(xué) PAGEREF _Toc529003127 h 25 HYPERLINK l _Toc529003128 5.2電磁仿真計(jì)算 PAGEREF _Toc529003128 h 29 HYPERLINK l _Toc529003129 5.2.1電磁仿真基本理論 PAGEREF _Toc529003129 h 30 HYPERLINK l _Toc529003130 5.2.2常用電磁計(jì)算軟件介紹 P

5、AGEREF _Toc529003130 h 33 HYPERLINK l _Toc529003131 5.3電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 PAGEREF _Toc529003131 h 34 HYPERLINK l _Toc529003132 5.3.1電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化仿真基本理論 PAGEREF _Toc529003132 h 34 HYPERLINK l _Toc529003133 5.3.2常用電子自動(dòng)化軟件介紹 PAGEREF _Toc529003133 h 36 HYPERLINK l _Toc529003134 六、 CAE目前發(fā)展情況和發(fā)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc529003134 h

6、37 HYPERLINK l _Toc529003135 6.1 CAE技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc529003135 h 37 HYPERLINK l _Toc529003136 6.1.1 CAE技術(shù)相關(guān)功能發(fā)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc529003136 h 38 HYPERLINK l _Toc529003137 6.1.2 CAE技術(shù)的相關(guān)計(jì)算性能發(fā)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc529003137 h 39 HYPERLINK l _Toc529003138 6.1.3 CAE技術(shù)相關(guān)的軟件技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc529003138 h 40 HYPE

7、RLINK l _Toc529003139 6.1.4 CAE技術(shù)相關(guān)的用戶界面的發(fā)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc529003139 h 41 HYPERLINK l _Toc529003140 6.1.5 CAE技術(shù)集成化、專(zhuān)業(yè)化與屬地化的發(fā)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc529003140 h 41 HYPERLINK l _Toc529003141 6.2中國(guó)CAE市場(chǎng)現(xiàn)狀分析 PAGEREF _Toc529003141 h 41 HYPERLINK l _Toc529003142 七、 CAE在高性能計(jì)算領(lǐng)域的需求分析 PAGEREF _Toc529003142 h 44 HYPER

8、LINK l _Toc529003143 7.1CAE高性能計(jì)算的計(jì)算節(jié)點(diǎn)需求分析 PAGEREF _Toc529003143 h 44 HYPERLINK l _Toc529003144 7.1.1 通用高性能計(jì)算節(jié)點(diǎn) PAGEREF _Toc529003144 h 44 HYPERLINK l _Toc529003145 7.1.2胖節(jié)點(diǎn) PAGEREF _Toc529003145 h 46 HYPERLINK l _Toc529003146 7.1.3 GPU協(xié)處理器加速計(jì)算節(jié)點(diǎn) PAGEREF _Toc529003146 h 48 HYPERLINK l _Toc529003147 7

9、.1.4 Intel Xeon Phi 協(xié)處理器計(jì)算節(jié)點(diǎn) PAGEREF _Toc529003147 h 50 HYPERLINK l _Toc529003148 7.2 CAE高性能計(jì)算對(duì)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)需求 PAGEREF _Toc529003148 h 51 HYPERLINK l _Toc529003149 7.3 CAE高性能計(jì)算對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)需求 PAGEREF _Toc529003149 h 53 HYPERLINK l _Toc529003150 7.4 CAE高性能計(jì)算對(duì)Portal及可視化作業(yè)需求 PAGEREF _Toc529003150 h 53 HYPERLINK l _Toc5

10、29003151 7.5 CAE高性能計(jì)算對(duì)協(xié)同環(huán)境需求 PAGEREF _Toc529003151 h 54 HYPERLINK l _Toc529003152 7.6 CAE高性能計(jì)算對(duì)遠(yuǎn)程3D虛擬桌面的需求 PAGEREF _Toc529003152 h 54摘要：本文介紹CAE領(lǐng)域高性能計(jì)算發(fā)展現(xiàn)狀。本文適合CAE領(lǐng)域的從業(yè)技術(shù)架構(gòu)師，實(shí)施人員，管理員和高層技術(shù)管理人員閱讀 CAE簡(jiǎn)介1.1 什么是CAE計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE)，從字面上講它包括工程和制造業(yè)信息化的所有方面，但是傳統(tǒng)的CAE主要指用計(jì)算機(jī)對(duì)工程和產(chǎn)品的功能、性能與安全可靠性進(jìn)行計(jì)算、優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)未來(lái)的工作狀態(tài)和運(yùn)行行為

11、進(jìn)行模擬仿真，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺隕，改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，證實(shí)未來(lái)工程/產(chǎn)品的可用性與可靠性。工程和制造企業(yè)的生命力在于工程/產(chǎn)品的創(chuàng)新，而對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的關(guān)鍵，除了設(shè)計(jì)思想和概念之外，最主要的技術(shù)手段，就是采用先進(jìn)可靠的CAE軟件.CAE軟件是迅速發(fā)展中的計(jì)算力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、相關(guān)的工程科學(xué)、工程管理學(xué)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)相結(jié)合，而形成的一種綜合性、知識(shí)密集型信息產(chǎn)品；是整個(gè)CAE領(lǐng)域的核心。1.2 CAE產(chǎn)業(yè)鏈CAE又稱(chēng)計(jì)算機(jī)輔助工程，其涉及到的產(chǎn)業(yè)非常多，產(chǎn)業(yè)鏈異常的寬廣?？煞Q(chēng)為工程的領(lǐng)域都可以通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)研究。石油工程，化學(xué)工程，建筑工程，生物工程，食品工程，制藥工程，汽車(chē)制

12、造工程，飛機(jī)制造工程，載人航天工程甚至新興的金融工程，都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)，其涉及的領(lǐng)域關(guān)系到國(guó)計(jì)民生；小到衣食住行，大到國(guó)防軍工，載人登月，宇宙探索，都離不開(kāi)CAE技術(shù)。國(guó)外CAE技術(shù)發(fā)展歷程每一項(xiàng)新技術(shù)的推出都是由于時(shí)代的迫切需要，而新技術(shù)的出現(xiàn)后也需要經(jīng)歷歷史的重重考驗(yàn)。在上個(gè)世紀(jì)40年代，由于航空事業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)飛機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了越來(lái)越高的要求，即重量輕、強(qiáng)度高、剛度好，人們不得不進(jìn)行精確的設(shè)計(jì)和計(jì)算。正是在這一背景下，有限元分析的方法逐漸的發(fā)展起來(lái)。1943 年數(shù)學(xué)家 Courant 第一次嘗試用定義在三角形區(qū)域上的分片連續(xù)函數(shù)的最小位能原理來(lái)求解 St.Venant 扭轉(zhuǎn)問(wèn)題，提出

13、了有限元（FEA）的概念。 HYPERLINK /CAE/Article77369.htm 1956年，M.J.Turner (波音公司工程師)，R.W.Clough (土木工程教授)，H.C.Martin (航空工程教授)及L.J.Topp (波音公司工程師) 等四位共同在航空科技期刊上發(fā)表一篇采用有限元技術(shù)計(jì)算飛機(jī)機(jī)翼的強(qiáng)度的論文，名為Stiffness and Deflection Analysis of Complex Structures，文中把這種解法稱(chēng)為剛性法(Stiffness)，一般認(rèn)為這是工程學(xué)界上有限元法開(kāi)端。1960年，Ray W. Clough教授在美國(guó)土木工程學(xué)會(huì)(

14、ASCE)之計(jì)算機(jī)會(huì)議上，發(fā)表另一篇名為T(mén)he Finite Element in Plane Stress Analysis的論文，將應(yīng)用范圍擴(kuò)展到飛機(jī)以外之土木工程上，同時(shí)有限元法(Finite Element Method)的名稱(chēng)也第一次被正式提出。 HYPERLINK /CAE/Article77369_1.htm 有限元法概念提出后的近10年時(shí)間是CAE軟件的探索發(fā)展期，在這10年中CAE軟件的開(kāi)發(fā)主要是依托于國(guó)家或大學(xué)，分析的對(duì)象也主要是航空航天設(shè)備結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度以及模態(tài)實(shí)驗(yàn)和分析問(wèn)題。到了60年代以后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，有限元技術(shù)依靠數(shù)值計(jì)算方法，才迅速發(fā)展起來(lái)。

15、1963- 1964 年Besseling、Melos 和 Jones 等人證明了有限元法是基于變分原理的里茲（Ritz）法的另一種形式，從而使得里茲法的所有理論基礎(chǔ)都適應(yīng)于有限元法，確認(rèn)了有限元法是處理連續(xù)介質(zhì)問(wèn)題的一種普遍方法。普遍認(rèn)為60年代到70年代是CAE技術(shù)的探索起源期。70年代到90年代CAE技術(shù)的蓬勃發(fā)展期。 HYPERLINK /CAE/Article77369_2.htm 進(jìn)入70年代后，隨著有限元理論的趨于成熟，出現(xiàn)大規(guī)模問(wèn)題代數(shù)方程、特征值、子結(jié)構(gòu)等高效數(shù)值算法。非線性及瞬態(tài)響應(yīng)問(wèn)題中的應(yīng)用開(kāi)始；CAE技術(shù)也逐漸進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的時(shí)期，多用途有限元軟件開(kāi)始形成，在CAE市

16、場(chǎng)中先后出現(xiàn)了諸多的CAE軟件：一方面MSC，ANSYS，SDRC三大老牌CAE公司先后組建，并致力于大型商用CAE軟件的研究與開(kāi)發(fā)；另一方面，更多的CAE軟件如MARC、ADINA、ABAQUS等一批優(yōu)秀的軟件的出現(xiàn)，為CAE市場(chǎng)的繁榮注入了新鮮血液。80年代末期，開(kāi)始出現(xiàn)斷裂力學(xué)分析技術(shù)，有限元同其他技術(shù)的融合開(kāi)始出現(xiàn)。商業(yè)軟件代碼不斷優(yōu)化，前處理、后處理軟件及CAD系統(tǒng)發(fā)展。進(jìn)入90年代后，CAE軟件為適應(yīng)新計(jì)算系統(tǒng)的不斷改進(jìn)（向量，多重處理器，并行機(jī)）。相應(yīng)的高效計(jì)算方法與數(shù)值算法的繼續(xù)發(fā)展；工作站、PC機(jī)上CAE軟件得到大大推廣和應(yīng)用；CAE技術(shù)同先進(jìn)材料模型、空氣動(dòng)力學(xué)、控制學(xué)、聲

17、學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)的交叉結(jié)合。1943年 有限元方法的提出 1960年 有限元方法在民用建筑工程應(yīng)用的拓展 FEM 1963年 MSC公司成立1970年 ANSYS 軟件發(fā)布70年代-90年代 CAE技術(shù)蓬勃發(fā)展期90年代至今 CAE技術(shù)成熟壯大期有限元法的應(yīng)用范圍由簡(jiǎn)單的彈性力學(xué)的平面問(wèn)題擴(kuò)展到空間問(wèn)題、板殼問(wèn)題，由靜力問(wèn)題擴(kuò)展到穩(wěn)定性問(wèn)題、動(dòng)力學(xué)問(wèn)題和波動(dòng)問(wèn)題1940年1950年1960年1970年1980年1990年2000年2010年1956年 有限元方法在航空領(lǐng)域 工程應(yīng)用的開(kāi)端 1963年 有限元方法被證明基于變分方法 可用于處理連續(xù)介質(zhì)問(wèn)題 1972年 Nastran 軟件發(fā)布CA

18、E技術(shù)同先進(jìn)材料模型、空氣動(dòng)力學(xué)、控制學(xué)、聲學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)的交叉結(jié)合40年代-70年代 CAE探索起源期分析對(duì)象從彈性材料擴(kuò)展到塑性、粘塑性和復(fù)合材料，從固體力學(xué)擴(kuò)展到流體力學(xué)、傳熱學(xué)、電磁學(xué)等連續(xù)介質(zhì)力學(xué)領(lǐng)域有限元分析技術(shù)逐漸由傳統(tǒng)的分析和校核擴(kuò)展到優(yōu)化設(shè)計(jì)，并與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）密切結(jié)合，形成了現(xiàn)在 CAE 技術(shù)的框架 HYPERLINK /CAE/Article77369_3.htm 上世紀(jì)90年代至今是CAE技術(shù)的成熟壯大時(shí)期，這一時(shí)期有限元法的應(yīng)用范圍有了大幅度的提高，已由簡(jiǎn)單的彈性力學(xué)的平面問(wèn)題擴(kuò)展到空間問(wèn)題、板殼問(wèn)題，由靜力問(wèn)題擴(kuò)展到穩(wěn)定性問(wèn)題、

19、動(dòng)力學(xué)問(wèn)題和波動(dòng)問(wèn)題；分析對(duì)象從彈性材料擴(kuò)展到塑性、粘塑性和復(fù)合材料，從固體力學(xué)擴(kuò)展到流體力學(xué)、傳熱學(xué)、電磁學(xué)等連續(xù)介質(zhì)力學(xué)領(lǐng)域。將有限元分析技術(shù)逐漸由傳統(tǒng)的分析和校核擴(kuò)展到優(yōu)化設(shè)計(jì)，并與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）密切結(jié)合，形成了現(xiàn)在 CAE 技術(shù)的框架。與此同時(shí)，CAE商業(yè)領(lǐng)域則呈現(xiàn)出了大魚(yú)吃小魚(yú)的市場(chǎng)局面，大的軟件公司為了提升自己的分析技術(shù)、拓寬自己的應(yīng)用范圍尋找機(jī)會(huì)收購(gòu)、并購(gòu)小的、專(zhuān)業(yè)的軟件商，各大軟件公司大力投入研發(fā)使得CAE軟件本身的功能得到了極大的提升。而如今的CAE市場(chǎng)是一個(gè)群雄割據(jù)的年代，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)全球有超過(guò)200種仿真分析的軟件在被企業(yè)所使用著，昔日

20、的巨頭命運(yùn)也各不相同，更有著無(wú)數(shù)的新貴崛起進(jìn)入人們的視野。國(guó)內(nèi)CAE技術(shù)發(fā)展歷程 HYPERLINK /CAE/Article77369_4.htm 雖然國(guó)內(nèi)CAE自主研發(fā)之路歷經(jīng)艱辛，但是廣大專(zhuān)家學(xué)者用鍥而不舍的戰(zhàn)斗精神頑強(qiáng)地生存下來(lái)。尤其是在近幾年，數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的概念逐漸深入人心，國(guó)內(nèi)高校技術(shù) 研究和應(yīng)用水平不斷提高，有限元技術(shù)已經(jīng)為廣大企業(yè)所認(rèn)可。隨著國(guó)家對(duì)發(fā)展自主CAE平臺(tái)已經(jīng)愈發(fā)重視，國(guó)內(nèi)CAE的研究已經(jīng)逐漸走出低迷狀態(tài)，獲得了一定的發(fā)展，而且 值得注意的是，有限元技術(shù)不再僅僅停留在高校中，而是更多的走向了企業(yè)。同時(shí)，更多使用方便、操作簡(jiǎn)單的專(zhuān)用分析軟件也得到了廣泛應(yīng)用。19世紀(jì)6

21、0年代50年代末60年代初，馮康在解決大型水壩計(jì)算問(wèn)題的集體研究實(shí)踐的基礎(chǔ)上，獨(dú)立于西方創(chuàng)造了一整套解微分方程問(wèn)題的系統(tǒng)化、現(xiàn)代化的計(jì)算方法，當(dāng)時(shí)命名為基于變分原理的差分方法，即現(xiàn)時(shí)國(guó)際通稱(chēng)的有限元方法，其總結(jié)論文被刊于1965年應(yīng)用數(shù)學(xué)與計(jì)算數(shù)學(xué)。70年代，在間斷有限元理論方面，馮康建立了間斷函數(shù)類(lèi)的龐加萊（Poincar）型不等式，并在此基礎(chǔ)上建立了間斷有限元函數(shù)空間的嵌入理論，為我國(guó)有限元計(jì)算技術(shù)的奠基人，為基于有限元的CAE技術(shù)奠定了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。我國(guó)的老一輩計(jì)算科學(xué)家較早地開(kāi)始將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于土木、建筑和機(jī)械工程領(lǐng)域。19世紀(jì)70年代，錢(qián)令希教授就預(yù)感到計(jì)算機(jī)將給結(jié)構(gòu)力學(xué)帶來(lái)全新的面貌和前

22、景，就帶領(lǐng)自己的 HYPERLINK /view/26391.htm 研究生，共同勤奮學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和電子計(jì)算機(jī)的有關(guān)知識(shí)，進(jìn)行知識(shí)更新；同時(shí)，在力學(xué)界竭力倡導(dǎo)把古典的結(jié)構(gòu)力學(xué)和現(xiàn)代化的電子計(jì)算機(jī)結(jié)合起來(lái)，努力在中國(guó)興建計(jì)算力學(xué)這一新學(xué)科。在1973年中國(guó)科學(xué)院力學(xué)規(guī)劃座談會(huì)上，他作了題為結(jié)構(gòu)力學(xué)中最優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法的近代發(fā)展的學(xué)術(shù)報(bào)告，引起了力學(xué)界和工程界的關(guān)注和響應(yīng)。1977年，錢(qián)令希教授的主要助手鐘萬(wàn)勰研制成功了通用性相當(dāng)強(qiáng)的大型組合結(jié)構(gòu)分析程序JIGFEX1981年，教育部舉辦的技術(shù)鑒定會(huì)認(rèn)為，這是中國(guó)計(jì)算力學(xué)和科技應(yīng)用軟件方面的一項(xiàng)重大科技成果?，F(xiàn)在這項(xiàng)成果已被廣泛地運(yùn)用到土木建筑、橋梁

23、、造船、航天、機(jī)械制造等各個(gè)領(lǐng)域。1980年，錢(qián)令希領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)發(fā)出了多單元、多工況、多約束的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)DDDU系統(tǒng)。它把力學(xué)概念同數(shù)學(xué)規(guī)劃方法相結(jié)合，成功地克服了一些傳統(tǒng)難點(diǎn)，在為火車(chē)、汽車(chē)、特種車(chē)及雷達(dá)天線等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)均取得良好效果，當(dāng)時(shí)在實(shí)用性上處于國(guó)際領(lǐng)先地位。這項(xiàng)成果于1985年獲得了國(guó)家級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)。19761979 年，以著名計(jì)算力學(xué)專(zhuān)家馮鐘越為主任工程師，研制成功航空結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)HAJIF-I。這是我國(guó)航空領(lǐng)域第一個(gè)以飛機(jī)整體結(jié)構(gòu)分析為目標(biāo)的大型結(jié)構(gòu)靜力分析系統(tǒng)。系統(tǒng)采用多級(jí)子結(jié)構(gòu)分析方法與大型稀疏矩陣的多級(jí)超元矩陣存貯處理技術(shù)，通用性強(qiáng)，能夠分析大、中、小各種類(lèi)型飛機(jī)的復(fù)雜結(jié)

24、構(gòu)在氣動(dòng)、集中力和慣性載荷作用下的變形與應(yīng)力。該系統(tǒng)通過(guò)鑒定后，在兩年內(nèi)先后成功應(yīng)用到四種在研的新飛機(jī)型號(hào)上，實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)部件與整機(jī)結(jié)構(gòu)的變形與應(yīng)力分析。從性能上看，求解大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的規(guī)模、效率、精度，都能與國(guó)外同類(lèi)軟件相比較。19世界80年代，我國(guó)自主CAE軟件涌現(xiàn)出一批代表，有SAP-84、FEM、BDP-建筑工程設(shè)計(jì)軟件包、FEPS、SEFEM、YIDOYU等。其中，在國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)比較成功并擁有較多用戶（100家以上）的 HYPERLINK /view/103834.htm 有限元分析系統(tǒng)有 HYPERLINK /view/3035.htm 大連理工大學(xué)工程力學(xué)系的FIFEX95、 HYPER

25、LINK /view/1471.htm 北京大學(xué)力學(xué)與科學(xué)工程系的SAP84、中國(guó)農(nóng)機(jī)科學(xué)研究院的MAS5.0和 HYPERLINK /view/2231398.htm 杭州自動(dòng)化技術(shù)研究院的MFEP4.0等。19世紀(jì)90年代，大批國(guó)外CAE軟件涌入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)自主研發(fā)CAE軟件受到強(qiáng)烈打壓，逐漸的拉開(kāi)了與國(guó)外CAE軟件的距離。21世紀(jì)，國(guó)內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)CAE軟件逐漸市場(chǎng)化，F(xiàn)EPG、紫瑞CAE、Adopt.Smart、KMAS、華鑄CAE等新的一批國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的CAE軟件逐漸嶄露頭角。1965年 馮康數(shù)學(xué)家獨(dú)立提出有限元方法 2000年至今 國(guó)內(nèi)自主CAE技術(shù)逐漸市場(chǎng)化60年代-70年代

26、國(guó)內(nèi)CAE基礎(chǔ)理論發(fā)展期1979年 馮鐘越 研制成功了航空結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)HAJIF-I1985年 李希明 研制成功了航空結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)HAJIF-III90年代-2000年 國(guó)內(nèi)自主CAE受?chē)?guó)外引進(jìn)軟件擠壓80年代-90年代 國(guó)內(nèi)自主CAE技術(shù)蓬勃發(fā)展期1960年1970年1980年1990年2000年2010年2015年1973年 錢(qián)令希教授發(fā)表”結(jié)構(gòu)力學(xué)中最優(yōu)化設(shè)計(jì)”的文章FEPG、紫瑞CAE、Adopt.Smart、KMAS、華鑄CAE等新的一批國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的CAE軟件逐漸嶄露頭角1980年 多單元、多工況、多約束的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)DDDU系統(tǒng) 1981年 管德 研制成功了航空結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)HAJ

27、IF-II1977年 鐘萬(wàn)勰研制成功了通用性相當(dāng)強(qiáng)的大型組合結(jié)構(gòu)分析程序JIGFEX1982年 林夢(mèng)鶴 研制成功飛機(jī)結(jié)構(gòu)多約束優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)YIDOYU 1984年 北京大學(xué) 袁明武教授等人研制成功微機(jī)結(jié)構(gòu)分析通用程序SAP84 CAE軟件發(fā)展歷程4.1 CAE軟件分類(lèi)CAE軟件按其功能分類(lèi)可以分為通用類(lèi)軟件和專(zhuān)用類(lèi)軟件；通用類(lèi)軟件系統(tǒng)是指可對(duì)多種類(lèi)型的工程和產(chǎn)品的物理力學(xué)性能進(jìn)行分析、模擬、預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)和優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新，以覆蓋的應(yīng)用范圍廣而著稱(chēng)；專(zhuān)用類(lèi)軟件系統(tǒng)針對(duì)特定類(lèi)型的工程或者產(chǎn)品所開(kāi)發(fā)的用于產(chǎn)品性能分析、預(yù)測(cè)和優(yōu)化的軟件，因在某個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用而見(jiàn)長(zhǎng)；常用的通用類(lèi)和專(zhuān)用類(lèi)CAE軟件如

28、下所示：此外，自然界中存在著位移（應(yīng)力應(yīng)變）場(chǎng)、溫度場(chǎng)、流體場(chǎng)、電磁場(chǎng)等四個(gè)最為基本的物理場(chǎng)，而在工程分析中對(duì)應(yīng)這四種分析劃分為結(jié)構(gòu)分析、熱分析、流體分析與電磁分析，通過(guò)分析內(nèi)容的差別，可以將 HYPERLINK /cae/ CAE軟件軟件功能分為上面幾個(gè)類(lèi)別，此外CAE軟件通常可以對(duì)物體進(jìn)行單物理場(chǎng)以及多個(gè)物理場(chǎng)之間的耦合分析。4.2 CAE軟件基本框架CAE軟件通常需要對(duì)用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，以得到CAE軟件可以理解的數(shù)據(jù)，以進(jìn)行下一步的計(jì)算求解，該過(guò)程稱(chēng)為計(jì)算前處理。前處理通常包括如下內(nèi)容：三維實(shí)體建模與參數(shù)化建模，構(gòu)件的布爾運(yùn)算，有限元自動(dòng)剖分與節(jié)點(diǎn)自動(dòng)編號(hào)，節(jié)點(diǎn)參數(shù)自動(dòng)生成，荷載與

29、材料數(shù)據(jù)輸入與公式化導(dǎo)入， 節(jié)點(diǎn)荷載自動(dòng)生成，有限元模型信息自動(dòng)生成。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)前處理后，就可以進(jìn)行有限元分析，有限元分析內(nèi)容如下所示：有限單元庫(kù)，材料庫(kù)及相關(guān)算法庫(kù)，約束處理算法，靜力、動(dòng)力、振動(dòng)、線性與非線性解法庫(kù)及相應(yīng)的有限元系統(tǒng)組裝模塊庫(kù)，單元內(nèi)物理場(chǎng)計(jì)算等。除了上述的分析外，還經(jīng)常包括不同領(lǐng)域的有限元分析子系統(tǒng)，內(nèi)容如下：線性靜力分析子系統(tǒng),動(dòng)力及高速碰撞分析子系統(tǒng),振動(dòng)模態(tài)分析子系統(tǒng),非線性分析子系統(tǒng),多體耦合與接觸分析子系統(tǒng),熱分析與熱-力耦合分析子系統(tǒng),。經(jīng)過(guò)有限元分析后得到的數(shù)據(jù)，往往還需要繼續(xù)加工，得到工程師熟悉的容易理解的數(shù)據(jù)才能在工程上取得更為廣泛和簡(jiǎn)便的應(yīng)用。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)

30、為數(shù)據(jù)后處理，主要內(nèi)容如下：有限元分析結(jié)果的數(shù)據(jù)平滑，各種物理量的加工與顯示，根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)工程/產(chǎn)品按工程規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)， 優(yōu)化設(shè)計(jì)，配筋設(shè)計(jì)與繪制設(shè)計(jì)圖，.4.3 CAE軟件發(fā)展歷程4.3.1 CAE軟件發(fā)展歷程 CAE軟件編年史1960-1970 探索起源期1960年，Ray W. Clough教授發(fā)表一篇名為T(mén)he Finite Element in Plane Stress Analysis的論文，并第一次正式提出了有限元法(Finite Element Method)。1963年，Wilson教授和Clough教授為了教授結(jié)構(gòu)靜力與動(dòng)力分析而開(kāi)發(fā)了SMIS（Symbolic

31、Matrix Interpretive System），其目的是為了彌補(bǔ)在傳統(tǒng)手工計(jì)算方法和結(jié)構(gòu)分析矩陣法之間的隔閡。1969年，Wilson教授在第一代程序的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的第二代線性有限元分析程序就是著名的SAP（Structural analysis program），而非線性程序則為NONSAP。1963年，Richard MacNeal博士和Robert Schwendler先生聯(lián)手創(chuàng)辦了MSC公司，并開(kāi)發(fā)第一個(gè)軟件程序，名為SADSAM（Structural Analysis by Digital Simulation of Analog Methods）即數(shù)字仿真模擬法結(jié)構(gòu)分析，是著

32、名的Nastran程序的前身。1967年，在NASA的支持下SDRC公司成立，并于1968年發(fā)布了世界上第一個(gè)動(dòng)力學(xué)測(cè)試及模態(tài)分析軟件包，1971年推出商業(yè)用有限元分析軟件Supertab。19701990 蓬勃發(fā)展期1971年，任教于Brown大學(xué)的Pedro Marcal創(chuàng)建了MARC公司，并推出了第一個(gè)商業(yè)非線性有限元程序MARC。1973年，ESI集團(tuán)成立于法國(guó)巴黎，并在80年代初首先把DYNA的程序商業(yè)化，命名為PAM-CRASH。1975年，在MIT任教的Bathe博士在NONSAP的基礎(chǔ)上發(fā)表了著名的非線性求解器ADINA (Automatic Dynamic Increment

33、al Nonlinear Analysis)。1977年，Mechanical Dynamics Inc.(MDI)公司成立，致力于發(fā)展機(jī)械系統(tǒng)仿真軟件，其軟件ADAMS應(yīng)用于機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真分析。1979年，LMS公司成立于成立比利時(shí)魯文，LMS主要提供包括虛擬仿真軟件、試驗(yàn)系統(tǒng)和工程咨詢服務(wù)等獨(dú)特的組合方案。1982年，Structurra1 Research and Analysis Corporation（簡(jiǎn)稱(chēng)SRAC）成立，1985年SRAC推出了在微機(jī)上運(yùn)行的COSMOS/M，并在1993年推出了快速有限元算法FFEPlus。1983年，ETA公司成立于美國(guó)汽車(chē)城底特律，

34、并與LSTC公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)板成形模擬的專(zhuān)用軟件DYNAFORM。1983年，AAC公司成立，推出COMET程序，主要用于噪聲及結(jié)構(gòu)噪聲優(yōu)化分析等領(lǐng)域。1984年，ALGOR公司成立，ALGOR公司在購(gòu)買(mǎi)SAP5 源程序和 vizicad 圖象處理軟件后，同年推出 ALGOR FEAS（Finite Element Analysis System）。1985年，Alatir公司成立，于1989年發(fā)布了著名的前后處理軟件HyperMesh，并在2000年將其產(chǎn)品整合后發(fā)布了HyperWorks。1986年，SAMTECH公司成立，SAMTECH的軟件產(chǎn)品專(zhuān)注于機(jī)械系統(tǒng)虛擬仿真、結(jié)構(gòu)有限元分析和多學(xué)科

35、優(yōu)化的軟件工具。1988年，F(xiàn)luent公司成立，推出的通用CFD軟件包FLUENT在CFD領(lǐng)域得到了很高的評(píng)價(jià)，并且已經(jīng)成為了CFD領(lǐng)域的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。1988年，John Hallquist創(chuàng)建LSTC公司，將LS-DYNA2D、LS-DYNA3D、LS-TOPAZ2D、LS-TOPAZ3D等程序合成一個(gè)軟件包，稱(chēng)為L(zhǎng)S-DYNA。而由J.O.Hallquist主持開(kāi)發(fā)完成的DYNA程序系列被公認(rèn)為是顯式有限元程序的鼻祖和理論先導(dǎo)，是目前所有顯式求解程序的基礎(chǔ)代碼。1988年，F(xiàn)lomerics公司成立，提供用于空氣流及熱傳遞的分析程序。19902010 成熟壯大期1992年，NUMECA國(guó)際

36、公司在布魯塞爾自由大學(xué)流體力學(xué)系主任查爾斯-赫思（Charles HIRSCH)教授的倡導(dǎo)下成立。其核心軟件是在該系8090 年代為歐洲宇航局(ESA)編寫(xiě)的CFD軟件EURANUS的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)的。 進(jìn)入90年后，CAE領(lǐng)域呈現(xiàn)出了大魚(yú)吃小魚(yú)的市場(chǎng)局面，大的軟件公司為了提升自己的分析技術(shù)、拓寬自己的應(yīng)用范圍尋找機(jī)會(huì)收購(gòu)、并購(gòu)小的、專(zhuān)業(yè)的軟件商，因此CAE軟件本身的功能得到了極大的提升。 21世紀(jì)后，早期的三大軟件商MSC、ANSYS、SDRC的命運(yùn)各不相同： SDRC被EDS收購(gòu)后與UGS進(jìn)行了重組，其產(chǎn)品I-DEAS已經(jīng)逐漸的淡出了人們的視線； MSC自從Nastran被反壟斷拆分后一

37、蹶不振，2009年7月被風(fēng)投公司STG收購(gòu)，前途至今還不明朗； ANSYS收購(gòu)了Fluent、CFX、Ansoft等眾多知名廠商后，逐漸的塑造了一個(gè)體系規(guī)模龐大、產(chǎn)品線極為豐富的仿真平臺(tái)。 另外，ABAQUS、Altair HyperWorks、LMS、COMSOL、SolidWorks simulation等CAE軟件也逐漸的發(fā)展壯大起來(lái)。 CAE軟件紀(jì)傳史 為了滿足宇航工業(yè)對(duì)結(jié)構(gòu)分析的迫切需求，NASA于1966年提出了發(fā)展世界上第一套泛用型的有限元分析軟件Nastran(NASA STRuctural ANalysis Program)的計(jì)劃，MSC.Software則參與了整個(gè)Nast

38、ran程序的開(kāi)發(fā)過(guò)程。 1969年NASA推出了其第一個(gè)NASTRAN版本，稱(chēng)為COSMIC Nastran。之后MSC繼續(xù)的改良Nastran程序并在1971年推出MSC.Nastran。 1972年，UAI公司發(fā)布基于COSMIC NASTRAN的UAI Nastran軟件。 1985年，CSAR公司發(fā)布了基于COSMIC NASTRAN的CSAR Nastran軟件。 1999年，MSC收購(gòu)了UAI和CSAR，成為市場(chǎng)上惟一一家提供Nastran商業(yè)代碼的供應(yīng)商。而在此后的幾年，獨(dú)自享有源代碼的MSC Nastran軟件價(jià)格不斷上漲，但是其功能和服務(wù)卻沒(méi)有得到相應(yīng)的提升，從而引發(fā)大量客戶

39、的抱怨，為此NASA則向美國(guó)聯(lián)邦貿(mào)易委員會(huì)(FTC)提出了申訴。 美國(guó)FTC判“MSC Nastran壟斷”，MSC Nastran源代碼須公開(kāi)，而這一決定也引來(lái)了UGS公司加入到Nastran的市場(chǎng)中來(lái)。而后，UGS根據(jù)MSC所提供的源代碼、測(cè)試案例、開(kāi)發(fā)工具和其他技術(shù)資源開(kāi)發(fā)出了NX Nastran。至此，源于NASA的Nastran一分為二，齊頭并進(jìn)，為用戶帶來(lái)了更多的新技術(shù)與服務(wù)。 1967年在NASA的支持下SDRC公司成立，并于1968年發(fā)布了世界上第一個(gè)動(dòng)力學(xué)測(cè)試及模態(tài)分析軟件包，1971年推出商業(yè)用有限元分析軟件Supertab(后并入I-DEAS軟件中，這也就是為什么I-DE

40、AS作為一款設(shè)計(jì)軟件其有限元分析還如此強(qiáng)大的原因)。 2001年SDRC公司被EDS所收購(gòu)，并將其與UGS合并重組。 SDRC的有限元分析程序演變成了NX中的I-deas NX Simulation，與NX Nastran一起成為了NX產(chǎn)品生命周期中的仿真分析中的重要組成部分。 2009年，西門(mén)子35億美元收購(gòu)UGS公司。 70年代初當(dāng)時(shí)任教于Brown大學(xué)的Pedro Marcal創(chuàng)建了MARC公司，并推出了第一個(gè)商業(yè)非線性有限元程序MARC。雖然在MARC在1999年被MSC公司收購(gòu)，但其對(duì)有限元軟件的發(fā)展起到了決定性的推動(dòng)作用。 David Hibbitt是Pedro Marcal在Br

41、own的博士生，David Hibbitt與Pedro Marcal合作到1972年，隨后Hibbitt與Bengt Karlsson和Paul Sorenson于1978年共同建立HKS公司，推出了Abaqus軟件，使ABAQUS商業(yè)軟件進(jìn)入市場(chǎng)。因?yàn)樵摮绦蚴悄軌蛞龑?dǎo)研究人員增加用戶單元和材料模型的早期有限元程序之一，所以它對(duì)軟件行業(yè)帶來(lái)了實(shí)質(zhì)性的沖擊。 2005年，ABAQUS被達(dá)索公司收購(gòu)。 1997年，SolidWorks被達(dá)索公司收購(gòu)。 1997年，達(dá)索公司發(fā)布CATIA。 2011年，達(dá)索公司收購(gòu)Isight。 1988年，MSC在DYNA3D的框架下開(kāi)發(fā)了MSC.Dyna并于19

42、90年發(fā)布第一個(gè)版本，隨后于1993年發(fā)布了著名的MSC.Dytran。 1977年Mechanical Dynamics Inc.(MDI)公司成立，致力于發(fā)展機(jī)械系統(tǒng)仿真軟件，其軟件ADAMS應(yīng)用于機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真分析。后被MSC公司收購(gòu)，成為MSC分析體系中一個(gè)重要的組成部分。 2002年，MSC公司收購(gòu)EASY5。 DYNA程序由當(dāng)時(shí)在美國(guó)Lawrence Livermore國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的John Hallquist編寫(xiě)。之所以說(shuō)DYNA神奇，是因?yàn)樵诂F(xiàn)在我們熟知的眾多軟件中，都可以發(fā)現(xiàn)DYNA的蹤跡，因此LS-DYNA系列也被公認(rèn)為顯式有限元程序的鼻祖。1988年，John

43、Hallquist自己創(chuàng)建LSTC(Livermore Software Technology Corporation)公司，發(fā)行和擴(kuò)展DYNA程序商業(yè)化版本LS-DYNA。 在20世紀(jì)80年代，DYNA程序被法國(guó)ESI公司商業(yè)化，命名為PAM-CRASH，現(xiàn)已成為了ESI的明星產(chǎn)品。除此之外，ESI公司還有多個(gè)被人熟知的軟件，如鑄造軟件ProCAST，鈑金軟件PAM-STAMP，焊接軟件SYSWELD，振動(dòng)噪聲軟件VA One，空氣動(dòng)力學(xué)軟件CFD-FASTRAN，多物理場(chǎng)軟件CFD-ACE+等等。 1983年，ETA公司成立于美國(guó)汽車(chē)城底特律，并與LSTC公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)板成形模擬的專(zhuān)用軟件D

44、YNAFORM。 ANSYS收購(gòu)了Century Dynamics公司，把該公司以DYNA程序開(kāi)發(fā)的高速瞬態(tài)動(dòng)力分析軟件AUTODYN納入到ANSYS的分析體系中。并且在1996年，ANSYS與LSCT公司合作推出了ANSYS/LS-DYNA。 2003年，ANSYS公司出資2100萬(wàn)美元收購(gòu)AEA公司的CFX軟件業(yè)務(wù)。 2006年，ANSYS公司已成功完成對(duì)Fluent的收購(gòu)活動(dòng)，共花費(fèi)六百萬(wàn)股普通股和將近2.99億美元的現(xiàn)金。 2008年，全球仿真技術(shù)及產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件供應(yīng)商ANSYS公司宣布，與Ansoft公司雙方簽署一項(xiàng)最終協(xié)議，據(jù)此ANSYS將以收購(gòu)總價(jià)約8.32億美元（含現(xiàn)金和股票

45、）收購(gòu)Ansoft公司。 1963年在加州大學(xué)Berkeley分校，Edward L.Wilson教授和Ray W. Clough教授為了教授結(jié)構(gòu)靜力與動(dòng)力分析而開(kāi)發(fā)了SMIS（Symbolic Matrix Interpretive System），其目的是為了彌補(bǔ)在傳統(tǒng)手工計(jì)算方法和結(jié)構(gòu)分析矩陣法之間的隔閡。1969年，Wilson教授在第一代程序的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的第二代線性有限元分析程序就是著名的SAP（Structural analysis program），而非線性程序則為NONSAP。 1975年在MIT任教的Bathe博士在NONSAP的基礎(chǔ)上發(fā)表了著名的非線性求解器ADINA (A

46、utomatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis)，而在1986年ADINA R&D Inc.成立以前，ADINA軟件的源代碼是公開(kāi)的，即著名的ADINA81版和ADINA84版本的fortran源程序，后期很多有限元軟件都是根據(jù)這個(gè)源程序所編寫(xiě)的。 1984 年，ALGOR公司成立于，總部位于賓州的匹茲堡，ALGOR公司在購(gòu)買(mǎi)SAP5 源程序和 vizicad 圖象處理軟件后，同年推出 ALGOR FEAS（Finite Element Analysis System）。 2009年，歐特克公司(Autodesk Inc.)公布訂立定奪性協(xié)議，以

47、3400萬(wàn)美元收購(gòu)ALGOR公司。此次收購(gòu)將加深歐特壓抑造業(yè)處理計(jì)劃的競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)一步豐富和健全歐特克數(shù)字化樣機(jī)產(chǎn)品線，顯明加深該處理計(jì)劃在模仿分析方面的能力。 1995 年， CFX 收購(gòu)了旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域著名的加拿大 ASC 公司，推出了專(zhuān)業(yè)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)與分析模塊 CFX-Tascflow 。 1995年，F(xiàn)LUENT 收購(gòu)最大對(duì)手FDI公司。 1997年，F(xiàn)LUENT 收購(gòu)polyflow公司。 1985年，Alatir公司成立，于1989年發(fā)布了著名的前后處理軟件HyperMesh。 在2000年將其產(chǎn)品整合后發(fā)布了HyperWorks。 2006年，Altair 宣布與總部位于法國(guó)Ant

48、ony的Mecalog Group達(dá)成收購(gòu)協(xié)議。Altair公司將收購(gòu)Mecalog Group及其計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)軟件RADIOSS。Mecalog是一家世界領(lǐng)先的瞬態(tài)和非線性CAE技術(shù)的開(kāi)發(fā)者，該技術(shù)用于汽車(chē)安全性和其他碰撞事件的仿真。根據(jù)收購(gòu)協(xié)議，Altair公司將收購(gòu)Mecalog Group在全球的銷(xiāo)售力量、軟件開(kāi)發(fā)和技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)。這筆交易的財(cái)務(wù)條款將不會(huì)被公開(kāi)。 2007年，Altair宣布與總部位于意大利都靈的Hicare SRL一家著名的商務(wù)智能(BI)軟件公司達(dá)成收購(gòu)要約。Hicare 是Lilith 企業(yè)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器商務(wù)智能軟件的開(kāi)發(fā)者，該軟件為客戶提供了強(qiáng)大的決策

49、系統(tǒng)，以其無(wú)以倫比的圖形和報(bào)告功能實(shí)現(xiàn)了信息的交互可視化。 2010年，Altair 宣布已經(jīng)與 SimLab 公司簽訂了收購(gòu)協(xié)議。SimLab 公司總部位于美國(guó)加利福尼亞州，專(zhuān)門(mén)為汽車(chē)和重型機(jī)械行業(yè)的動(dòng)力總成系統(tǒng)提供高度自動(dòng)化的、準(zhǔn)確的有限元建模解決方案。在協(xié)議中，Altair 將收購(gòu) SimLab技術(shù)及其研發(fā)工程師團(tuán)隊(duì)，并將投入到 HyperWorks 計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）軟件研發(fā)中。 2011年，Altair宣布成功收購(gòu)ACUSIM Software, Inc. (ACUSIM). ACUSIM軟件公司成立于1992年，總部位于美國(guó)加利福尼亞州的山景城（Mountain View）。

50、ACUSIM是領(lǐng)先的強(qiáng)大的可拓展性及高精度的計(jì)算流體力學(xué)（CFD）求解器解決方案領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)者。ACUSIM的CFD技術(shù)及其團(tuán)隊(duì)將并入Altair HyperWorks 計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）軟件的組成和運(yùn)作中。 1979年，LMS公司成立于成立比利時(shí)魯文，LMS主要提供包括虛擬仿真軟件、試驗(yàn)系統(tǒng)和工程咨詢服務(wù)等獨(dú)特的組合方案。2007年，LMS國(guó)際公司成功地100%獨(dú)家收購(gòu)法國(guó)Imagine公司。通過(guò)此次并購(gòu)，LMS進(jìn)一步擴(kuò)展了現(xiàn)有的功能品質(zhì)仿真以及物理樣機(jī)測(cè)試業(yè)務(wù)，建立了一套完整的對(duì)機(jī)械和機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真、實(shí)物測(cè)試的解決方案。 2010年，LMS國(guó)際公司宣布全資收購(gòu)Emmeskay。

51、此次收購(gòu)對(duì)于LMS來(lái)說(shuō)，是一個(gè)重要的里程碑。它完善了LMS對(duì)于智能多物理系統(tǒng)仿真，為模型驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供全新的應(yīng)用模塊和服務(wù)的世界一流的解決方案，并且鞏固了LMS作為世界工程創(chuàng)新者的領(lǐng)導(dǎo)地位，其擁有一系列獨(dú)特的試驗(yàn)和仿真軟件及相關(guān)的工程咨詢服務(wù)。 2011年，LMS公司正式宣布收購(gòu)SAMTECH公司(全球CAE和結(jié)構(gòu)分析軟件供應(yīng)商)60%的股權(quán)，成為最大的控股股東。SAMTECH的加入將深化LMS的測(cè)試與機(jī)電液仿真技術(shù)優(yōu)勢(shì)，幫助客戶更好運(yùn)用新興的基于模型的系統(tǒng)工程方法，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，獲得更多的市場(chǎng)份額。 2011年，ANSYS公司以3.1億美元現(xiàn)金收購(gòu)模擬軟件提供商Apache Desig

52、n Solutions。此次收購(gòu)Apache Design Solutions將有助于填補(bǔ)ANSYS在集成電路解決方案領(lǐng)域的空白。 FEMLAB 最初版本是集成于MATLAB 軟件中的一個(gè)專(zhuān)業(yè)有限元工具包，目前的最新版本FEMLAB 3.0 已完全獨(dú)立成一套功能強(qiáng)大的軟件，并可與MATLAB 中的Toolboxes 及Simulink 無(wú)縫結(jié)合。 2005年，F(xiàn)EMLAB正式更名為COMSOL Multiphysics。 1988年，F(xiàn)lomerics公司成立，提供用于空氣流及熱傳遞的分析程序。1999年，英國(guó)Flomerics公司并購(gòu)了知名電磁場(chǎng)仿真軟件公司KCC，KCC公司由TLM（傳輸線

53、矩陣法）的創(chuàng)始人PETER B.JOHNS在上世紀(jì)七十年代末建立，F(xiàn)LO/EMC的核心采用了KCC公司成熟的高級(jí)TLM求解器并結(jié)合了Flomerics公司強(qiáng)大的前后處理技術(shù)。 1992年，NUMECA國(guó)際公司在布魯塞爾自由大學(xué)流體力學(xué)系主任查爾斯-赫思（Charles HIRSCH)教授的倡導(dǎo)下成立。其核心軟件是在該系8090 年代為歐洲宇航局(ESA)編寫(xiě)的CFD軟件EURANUS的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)的。 1981年,PHOENICS發(fā)布第一個(gè)版本PHOENICS-81,PHOENICS程序是世界最早的計(jì)算流體與計(jì)算傳熱學(xué)(CFD/NHT)商用軟件，它是國(guó)際計(jì)算流體與計(jì)算傳熱的主要?jiǎng)?chuàng)始人、英國(guó)

54、皇家工程院院士D.B.SPALDING教授及40多位博士近30年心血的典范之作。PHOENICS是 Parabolic Hyperbolic Or Elliptic Numerical Integration Code Series 幾個(gè)字母的縮寫(xiě)，這意味著只要有流動(dòng)和傳熱都可以使用Phoenics來(lái)模擬計(jì)算。PHOENICS可以用來(lái)模擬流體流動(dòng)、傳熱、化學(xué)反應(yīng)及相關(guān)現(xiàn)象。 ANSA是目前公認(rèn)的全球最快捷的CAE前處理軟件，也是一個(gè)功能強(qiáng)大的通用CAE前處理軟件。ANSA具有很多獨(dú)創(chuàng)的技術(shù)特色，因而使得它比之其他同類(lèi)軟件具有非常高的效率和能力，并在全球范圍得到了非常廣泛的應(yīng)用，包括汽車(chē)、航天航

55、空、電子、船舶、鐵路、土木等工業(yè)領(lǐng)域。 STAR-CD是Computational Dynamics公司開(kāi)發(fā)出來(lái)的全球第一個(gè)采用完全非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成技術(shù)和有限體積方法來(lái)研究工業(yè)領(lǐng)域中復(fù)雜流動(dòng)的流體分析商用軟件包。STAR-CD能夠?qū)^大部分典型物理現(xiàn)象進(jìn)行建模分析，并且擁有較為高速的大規(guī)模并行計(jì)算能力，還可以應(yīng)用到工業(yè)制造、化學(xué)反應(yīng)、汽車(chē)動(dòng)力、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等其他許多領(lǐng)域的流體分析，此外STAR-CD可以同全部的CAE工具軟件數(shù)據(jù)進(jìn)行連接對(duì)口，大大方便了各種工程開(kāi)發(fā)與研究。 ProCAST由法國(guó)ESI公司開(kāi)發(fā)的綜合的鑄造過(guò)程軟件解決方案，有20多年的歷史，提供了很多模塊和工程工具來(lái)滿足鑄造工業(yè)最

56、富挑戰(zhàn)的需求?；趶?qiáng)大的有限元分析，它能夠預(yù)測(cè)嚴(yán)重畸變和殘余應(yīng)力，并能用于半固態(tài)成形，吹芯工藝，離心鑄造，消失模鑄造、連續(xù)鑄造等特殊工藝。 Flow-3D，從1985年正式推出，采用CFD解算技術(shù)。工程師能夠根據(jù)自行定義多種物理模型，應(yīng)用於各種不同的工程領(lǐng)域。主要用于預(yù)測(cè)自由液面流動(dòng)（free-surface flows）。 MAGMA SOFT是全球最大的專(zhuān)業(yè)鑄造仿真分析軟件公司，為全球超過(guò)800家客戶提供解決生產(chǎn)，制造過(guò)程，模具設(shè)計(jì)的全面工具。 1983年，AAC公司成立，推出COMET程序，主要用于噪聲及結(jié)構(gòu)噪聲優(yōu)化分析等領(lǐng)域。 1982年，Structurra1 Research an

57、d Analysis Corporation（簡(jiǎn)稱(chēng)SRAC）成立，1985年SRAC推出了在微機(jī)上運(yùn)行的COSMOS/M。4.3.2 CAE主要軟件發(fā)展歷程 MSC發(fā)展歷程近來(lái)MSC.Softwar公司風(fēng)起云涌，曾經(jīng)作為全球最大的虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)(VPD)技術(shù)供應(yīng)商， 多年來(lái)始終引領(lǐng)著世界CAE領(lǐng)域的發(fā)展方向和營(yíng)業(yè)額占據(jù)著業(yè)界榜首，其主要產(chǎn)品MSC.Nastran在航空業(yè)被美國(guó)聯(lián)邦航空管理局認(rèn)證為領(lǐng)取飛行器適航證指定的唯一驗(yàn)證軟件；在船舶業(yè)被世界十大頂級(jí)船級(jí)社中有8家采用作為船舶分析的驗(yàn)證軟件。如今由一家私人風(fēng)險(xiǎn)公司STG進(jìn)入成為最大股東而完成了新一輪股權(quán)洗牌，引起了業(yè)界廣泛關(guān)注。該公司的發(fā)展歷程

58、如下： 1963年由Richard MacNeal博士和Robert Schwendler先生聯(lián)手創(chuàng)辦MSC.Software公司，并由此開(kāi)發(fā)第一個(gè)分析軟件程序 SADSAM即數(shù)字仿真結(jié)構(gòu)分析法； 1965年MSC公司參與美國(guó)國(guó)家太空總署(NASA)開(kāi)發(fā)有限元分析Nastran計(jì)劃。當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上有三家公司共同經(jīng)營(yíng)Nastran軟件，他們是1972年發(fā)布基于COSMIC NASTRAN的UAI 公司Nastran軟件；1985年發(fā)布基于COSMIC NASTRAN的CSAR公司Nastran軟件； 1972年MSC公司經(jīng)過(guò)完善和維護(hù)，推出商業(yè)化產(chǎn)品MSC.Nastran并很快得到市場(chǎng)認(rèn)可； 198

59、2年MSC公司在美國(guó)紐約證券交易所（NYSE）上市，經(jīng)過(guò)一連串并購(gòu)行動(dòng)和整合：1989年收購(gòu)流體CAE軟件公司Pisces International，1993年收購(gòu)CAD供應(yīng)廠商Aries Technology公司，1994年收購(gòu)當(dāng)時(shí)全球第二大CAE公司PDA Engineers，1998年收購(gòu)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真軟件公司Knowledge Revolution，1999年收購(gòu)頂尖高度非線性CAE軟件公司 MARC，重新整合后的產(chǎn)品線已經(jīng)配備了圖形前后處理工具，從原先計(jì)算分析核心程序，形成了整體的多學(xué)科聯(lián)合解決方案； 1999年MSC收購(gòu)了UAI和CSAR，成為市場(chǎng)上惟一一家提供Nastr

60、an商業(yè)代碼的供應(yīng)商，成為市場(chǎng)上獨(dú)家提供Nastran商業(yè)代碼的供應(yīng)商； 2001年4月MSC.Software與IBM/達(dá)索（DASSAULT,CATIA）結(jié)成全球性戰(zhàn)略聯(lián)盟，共同向客戶提供內(nèi)容廣泛的產(chǎn)品生命周期管理PLM（Product Lifecycle Management）集成分析和仿真分析軟件包。從此以后公司發(fā)展成集CAD/CAE軟件到系統(tǒng)/硬件及工程咨詢服務(wù)一體化，能夠提供全方位整體解決方案的公司； 2001 因遭美國(guó)國(guó)家太空總署（NASA）投訴，被美國(guó)聯(lián)邦貿(mào)易委員會(huì)(FTC)判“MSC Nastran壟斷”成立，遭遇反壟斷的強(qiáng)行拆分，MSC NASTRAN源代碼公開(kāi)，UGS公司