Workbench這么強大,我們為什么還要學習ANSYS APDL?

原標題想寫《我為什么要刷ANSYS APDL技術展示案例》的。后來寫完想了想,試著換了一個題目。


這一段內容本來是想寫在APDL Showcase2案例中的,但是一寫就停不下來,索性關于這個話題單獨寫(shui)一篇好了。

雖然我是在學習APDL的技術展示案例,但我在個人喜好上是堅定痛恨ANSYS APDL的。那為啥我卻還要刷它的教程案例呢?下面是我的一些想法,與大家分享討論。


這篇水的比較長,嫌啰嗦的話……我寫之前做了個思維導圖,可能會簡潔一些?

Workbench這么強大,我們為什么還要學習ANSYS APDL?的圖1




APDL的缺點吐槽


在我看來,ANSYS APDL界面和它的命令流在今天這個時代,實在有著致命的缺點。就以下兩條,就足夠作為初學者的我對它產生第一印象的厭惡:


1.不區分大小寫。


2.各種命令、函數名極其簡略。在軟件自動生成的dat文件中許多命令甚至被進一步簡化。


這兩條特征,可以說是源自時代的局限。FORTRAN那個年代,計算機的存儲空間是寸土寸金,每一個比特都錙銖必較。不區分大小寫字符這個特性和FORTRAN那個時期的很多編程語言是一致的,這樣可以節省字符編碼的空間。而函數名的簡略,對于使用打孔紙輸入的時代乃至后來的命令行時代來說,也是能夠節約存儲空間的良好美德。


然而……大人,時代早就變了啊。今天這個時代,編程語言推崇的良好“美德”早已不是節約什么存儲空間。內存硬盤那么便宜,程序員的時間又那么貴,各種軟件都應該盡可能做得能夠上手即用。十多年前喬布斯就說過蘋果手機應該不需要說明書也能讓人學會使用,在今天這已經成為UI設計的通識。對于程序員來說,即使不給一個UI界面,至少你設計一個API,你的函數名也應該易讀,讓人一眼看到就能猜到這個函數的作用。這早已成為軟件工程中的基本要求。畢竟Life is short.

Workbench這么強大,我們為什么還要學習ANSYS APDL?的圖2


還有那復古的界面,槽點太多實在不知道該從何吐起,ANSYS是早已放棄治療APDL的界面了。整一個win95年代過來的活化石。讓我回憶起了我上幼兒園時候家里電腦的操作系統。

Workbench這么強大,我們為什么還要學習ANSYS APDL?的圖3

(不是,就這種紋理背景,在今天這種功能為什么還要存在????。?/span>


從界面,到渲染,真的是全方位的活化石。你再看看人家Comsol!大家曾經都是丑過的,為啥人家現在畫云圖還能帶高光,你的模型卻連旋轉一下都卡得不行,還調用不了GPU呢。

Workbench這么強大,我們為什么還要學習ANSYS APDL?的圖4

Comsol3.x版本的界面,也是丑過的。大概用了win2000那個年代的圖標風格和控件。

Workbench這么強大,我們為什么還要學習ANSYS APDL?的圖5

再看今天Comsol軟件的界面,不僅全面深度擁抱Ribbon,而且還把中文翻譯細致到了求解器日志。其后處理云圖默認平滑顯示,還帶有漂亮的高光。



ANSYS Workbench與APDL


這也是一個老生常談的話題了。毫無疑問ANSYS Workbench相比APDL在UI設計上先進了好幾個時代。但是ANSYS把Workbench下的很多分析項目做成了APDL求解器的套殼,這從一開始就決定了,Workbench界面下的Mechanical應用不可能發揮出APDL求解器的十成功力。Workbench下面的Mechanical Application,不僅可以為APDL求解器做前處理,同時也能為包括LS-Dyna在內的很多其他求解器做前處理和提交計算任務。


但其實Workbench也不像Hypermesh那樣把自己當成一個忠實的前處理器。它和它的求解器還是有很深度的融合。今天許多初學者 甚至使用Workbench幾年的人如果不去深究的話可能都不會意識到Workbench是在后臺調用了ANSYS APDL的求解器。今天其實大部分有限元分析問題,ANSYS Workbench都已經能夠勝任了,而且在操作的效率和便捷性上要遠高于APDL界面。甚至我覺得ANSYS Workbench里面的Mechanical模塊是我用過的操作最便捷、最人性化的有限元軟件。


那既然ANSYS Workbench這么香,我就不禁想問一句了:


在2020年,到底為啥還要用ANSYS APDL?


答案無外乎兩種。


1.不愿改變。


……我確實想說一段“不會吧不會吧”……但是我知道是真的有很多的工程師,仍然在堅持使用ANSYS APDL界面做有限元分析。就像確實有很多人在堅持使用Office 2003版本界面一樣。軟件的每一次界面革新,總會有一些人不適應甚至表示激烈的抵抗。

想當年在Office更新2007界面的時候,關于初代Ribbon界面是否真的提高了工作效率,當時就有很多人堅持認為在經典界面上一步就可以完成的操作,放在Ribbon界面下就需要點擊兩次鼠標。還有一些人表示在老界面上操作已經有了肌肉記憶,每一個按鈕的位置都記住了。換一個界面就要更改舊的使用習慣,每個按鈕的位置都需要重新學習。更別提從APDL換到Workbench,幾乎等于重新學習了一款新軟件。整個分析過程的操作邏輯完全變了,過去在APDL軟件上的經驗,很少能直接無縫遷移到Workbench的。


我猜,這大概和人腦學習新知識的過程有關。我們已經習得的知識和技能,體現為大腦內神經元之間的連接。當某項技能已經被你掌握的時候,大腦相關神經元之間建立起穩固的連接,并且會在連接外面包裹上一層髓鞘。下次再用到相關知識的時候,你就可以幾乎不假思索的動用已經連接好的神經元完成任務(像不像訓練好的深度學習模型?要不咋叫人工神經網絡呢,就是借鑒了大腦的算法)。而學習新知識,對于大腦來說就需要在神經元之間建立起新的連接。這個建立新連接的過程會隨著年齡的增長變得愈發困難,體現為在統計意義上,年長者比年輕人學習新知識的速度慢,對新事物的接受能力更差。

(這一段正經是從書上看來的。雖然不只來自某一本書,但如果有老鐵感興趣的話,可以去翻一翻 第一推動叢書 生命系列 中的《第二自然》,作者杰拉爾德·M. 埃德爾曼是1972年諾貝爾生理學醫學獎得主,腦科學專家。這本科普小書還挺好讀的)


而有限元分析作為一種相對比較“高端”的技能,涉及一整套復雜的命令、理論和軟件操作。一項技能越復雜,遷移的學習成本當然就越高。再加上很多人自從離開學校以后可能很久沒有系統的學習過新知識,大腦神經元之間建立新連接的能力就變得更弱。既然現有的軟件能完成分析任務,工程師自然就不想重新學習一種新的軟件。


畢竟,新軟件的學習曲線和帶來生產力的關系是這樣的。

Workbench這么強大,我們為什么還要學習ANSYS APDL?的圖6

(用PPT畫的,是不是還挺好理解)


2.ANSYS APDL可以完成一些Workbench做不到的高級分析技術


客觀上我們當然不否認很多人僅僅因為第一條 不想改變 而堅持在APDL。但是,這個世界上最愚蠢的行為 就是假設比你位高/權重/資深的人比你愚蠢。所謂“肉食者鄙”,我想更多時候還是只出現在爽文里。就如民間科學家不應該挑戰科學共同體的權威,鍵盤政治家不應該幻想政策制定者們都是草包一樣,我也必須時刻提醒自己,對不了解的事情應該保持謙卑。

Abaqus、LS-Dyna等求解器都有很多尖端的功能沒有出現在GUI界面里,只能通過關鍵字實現。ANSYS Workbench當然更是如此。雖然Workbench發展了差不多有十年,但ANSYS求解器許多復雜的單元功能,很多高級求解技術,還是只能通過插入APDL命令的方式實現。




那么,ANSYS APDL具體都有哪些“高端”的分析技術,是Workbench環境下暫時做不到的呢?這些分析技術,在其他有限元軟件當中有沒有實現,是否有GUI操作上更簡便的方法?換句話說,在今天,這些分析功能的最佳實踐是什么樣的?


師夷長技,棄舊圖新


在“ANSYS APDL和Workbench學哪個好”這個具體問題上,我聽到過很多答案。包括尚曉江老師曾經做過的一次直播,比較過APDL和Workbench該學哪一個。但畢竟有限元是一個涉及面非常廣的技術,有那么多分析類型,那么多細節的分析功能,那么多菜單項。簡單的回答當然是“Workbench可以完成幾乎90%常見的有限元仿真分析功能”,但這話說了和沒說一樣。沒有調查研究就沒有發言權,同樣,我不去了解APDL,我說Workbench的好話說得都沒有底氣。


剩下的那10%  Workbench做不了的分析究竟是什么?我想要再進一步深入學習有限元,該往何處去?這些問題,紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行。我就自己去APDL的技術展示案例里面學學嘛。

APDL Showcase技術展示案例這些例題,確實做的比驗證案例要更難一些,啃起來相對比較困難一些。但這些案例展示的高級分析技巧,也是學習提高的必由之路。


《禮記·大學》中有句話我非常喜歡,湯之盤銘曰:茍日新,日日新,又日新。大學之道,在明明德,在親民,在止于至善,其中三綱領第二條朱熹認為應該是“新民”,使民眾棄舊圖新的意思。在今天的語境下,在大學里就是要不斷更新自己的知識儲備,日日更新才行。我真誠的希望自己這一生中永遠不要成為一個不愿學習的、守舊的人。但是如果未來多年后有一天我的大腦真的退化讓我學習新知識的速度變慢,希望在那之前,我已經把我所好奇的知識都認真的探索過一遍。


以此共勉Workbench這么強大,我們為什么還要學習ANSYS APDL?的圖7



登錄后免費查看全文
立即登錄
App下載
技術鄰APP
工程師必備
  • 項目客服
  • 培訓客服
  • 平臺客服

TOP

12
7
7