國(guó)際上數(shù)值模擬軟件發(fā)展呈現(xiàn)出以下一些趨勢(shì)特征

a. 由二維擴(kuò)展為三維
早期計(jì)算機(jī)的能力十分有限，受計(jì)算費(fèi)用和計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存能力的限制，數(shù)值模擬程序大多是一維或二維的，只能計(jì)算垂直碰撞或球形爆炸等特定問(wèn)題。隨著第三代、第四代計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，才開始研制和發(fā)展更多的三維計(jì)算程序。現(xiàn)在，計(jì)算程序一般都由二維擴(kuò)展到了三維，如LSDYNA2D和LSDYNA3D，AUTODYN2D和AUTODYNA3D，但也有完全在三維基礎(chǔ)上開發(fā)的，如MSC.DYTRAN，就沒有二維功能。
b. 從單純的結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算發(fā)展到求解許多物理場(chǎng)問(wèn)題
數(shù)值模擬分析方法最早是從結(jié)構(gòu)化矩陣分析發(fā)展而來(lái)，逐步推廣到板、殼和實(shí)體等連續(xù)體固體力學(xué)分析，實(shí)踐證明這是一種非常有效的數(shù)值分析方法。近年來(lái)數(shù)值模擬方法已發(fā)展到流體力學(xué)、溫度場(chǎng)、電傳導(dǎo)、磁場(chǎng)、滲流和聲場(chǎng)等問(wèn)題的求解計(jì)算，最近又發(fā)展到求解幾個(gè)交叉學(xué)科的問(wèn)題。例如內(nèi)爆炸時(shí)，空氣沖擊波使墻、板、柱產(chǎn)生變形，而墻、板、柱的變形又反過(guò)來(lái)影響到空氣沖擊波的傳播……這就需要用固體力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)的數(shù)值分析結(jié)果交叉迭代求解，即所謂“流—固耦合”的問(wèn)題。
c. 從單一坐標(biāo)體系發(fā)展多種坐標(biāo)體系
數(shù)值模擬軟件在開始階段一般采用單一坐標(biāo)，或采用拉格朗日坐標(biāo)或采用歐拉坐標(biāo)，由于這兩種坐標(biāo)自身的缺陷，計(jì)算分析問(wèn)題的范圍都有很大的限制。為克服這種缺陷，采用了三種方法，一是兩個(gè)程序簡(jiǎn)單組合，如CTH—EPIC，爆炸與侵徹由不同的程序分開計(jì)算；二是在同一程序中采用多種坐標(biāo)體系，如DYNA3D中早期采用的是拉格朗日坐標(biāo)，而LSDYNA3D的最新版除原有類型外，新加了歐拉方法以及拉格朗日與歐拉耦合方法，而最近幾年才發(fā)展的DYTRAN則是拉格朗日型的LSDYNA3D(1988版)與歐拉型的PISCES的整合體；三是采用新的計(jì)算方法，如SPH等，SPH法不用網(wǎng)格，沒有網(wǎng)格畸變問(wèn)題，所以能在拉格朗日格式下處理大變形問(wèn)題，同時(shí)，SPH法允許存在材料界面，可以簡(jiǎn)單而精確地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的本構(gòu)行為，也適用于材料在高加載速率下的斷裂等問(wèn)題的研究。
d. 由求解線性工程問(wèn)題進(jìn)展到分析非線性問(wèn)題
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，線性理論已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計(jì)的要求。諸如巖石、土壤、混凝土等，僅靠線性計(jì)算理論就不足以解決遇到的問(wèn)題，只有采用非線性數(shù)值算法才能解決。眾所周知，非線性的數(shù)值計(jì)算是很復(fù)雜的，它涉及到很多專門的數(shù)學(xué)問(wèn)題和運(yùn)算技巧，很難為一般工程技術(shù)人員所掌握。為此，近年來(lái)國(guó)外一些公司花費(fèi)了大量的人力和投資，開發(fā)了諸如LSDYNA3D、ABAQUS和AUTODYN等專長(zhǎng)于求解非線性問(wèn)題的有限元分析軟件，并廣泛應(yīng)用于工程實(shí)踐。這些軟件的共同特點(diǎn)是具有高效的非線性求解器以及豐富和實(shí)用的非線性材料庫(kù)。
e. 增強(qiáng)可視化的前置建模和后置數(shù)據(jù)處理功能
早期數(shù)值模擬計(jì)算軟件的研究重點(diǎn)在于推導(dǎo)新的高效率求解方法和高精度的單元。隨著數(shù)值分析方法的逐步完善，尤其是計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的飛速發(fā)展，整個(gè)計(jì)算系統(tǒng)用于求解運(yùn)算的時(shí)間越來(lái)越少，而數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和運(yùn)算結(jié)果的表現(xiàn)問(wèn)題卻日益突出。在現(xiàn)在的工程工作站上，求解一個(gè)包含10萬(wàn)個(gè)方程的有限元模型只需要用幾十分鐘。但如果用手工方式來(lái)建立這個(gè)模型，然后再處理大量的計(jì)算結(jié)果則需用幾周的時(shí)間。可以毫不夸張地說(shuō)，工程師在分析計(jì)算一個(gè)工程問(wèn)題時(shí)有80%以上的精力都花在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和結(jié)果分析上[14]。因此目前幾乎所有的商業(yè)化數(shù)值模擬程序系統(tǒng)都有功能很強(qiáng)的前置建模和后置數(shù)據(jù)處理模塊。在強(qiáng)調(diào)“可視化”的今天，很多程序都建立了對(duì)用戶非常友好的GUI（圖形用戶界面—Graphics User Interface），使用戶能以可視圖形方式直觀快速地進(jìn)行網(wǎng)格自動(dòng)劃分，生成有限元分析所需數(shù)據(jù)，并按要求將大量的計(jì)算結(jié)果整理成變形圖、等值分布圖，便于極值搜索和所需數(shù)據(jù)的列表輸出。
f. 與CAD軟件的無(wú)縫集成
與通用CAD軟件的集成使用，即在用CAD軟件完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，自動(dòng)生成有限元網(wǎng)格并進(jìn)行計(jì)算，如果分析的結(jié)果不符合設(shè)計(jì)要求則重新進(jìn)行構(gòu)造和計(jì)算，直到滿意為止，從而極大地提高了設(shè)計(jì)水平和效率。今天，工程師可以在集成的CAD和數(shù)值模擬軟件環(huán)境中快捷地解決一個(gè)在以前無(wú)法應(yīng)付的復(fù)雜工程分析問(wèn)題。所以當(dāng)今所有的商業(yè)化有限元系統(tǒng)商都開發(fā)了和著名的CAD軟件（例如AutoCAD、Pro/ENGINEER、Unigraphics、SolidEdge、SolidWorks、IDEAS等）的接口。
g. 工作平臺(tái)多樣化
早期的數(shù)值分析軟件基本上都是在大中型計(jì)算機(jī)上開發(fā)和運(yùn)行的，后來(lái)又發(fā)展到以工程工作站（EWS，Engineering Work Station）上，它們的共同特點(diǎn)都是采用UNIX操作系統(tǒng)。PC機(jī)的出現(xiàn)使計(jì)算機(jī)的應(yīng)用發(fā)生了根本性的變化，工程師渴望在辦公桌上完成復(fù)雜工程分析的夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí)。但是早期的PC機(jī)采用16位CPU和DOS操作系統(tǒng)，內(nèi)存中的公共數(shù)據(jù)塊受到限制，因此當(dāng)時(shí)計(jì)算模型的規(guī)模不能超過(guò)1萬(wàn)階方程。Microsoft Windows操作系統(tǒng)和32位的Intel Pentium處理器的推出，為PC機(jī)用于有限元分析提供了必需的軟件和硬件支撐平臺(tái)。因此當(dāng)前國(guó)際上著名的有限元程序研究和發(fā)展機(jī)構(gòu)都紛紛將他們的軟件移值到Windows平臺(tái)上。最新高檔PC機(jī)的求解能力已和中低檔的EWS不相上下。
為了將在大中型計(jì)算機(jī)和EWS上開發(fā)的有限元程序移值到PC機(jī)上，常常需要采用Hummingbird公司的一個(gè)仿真軟件Exceed。這樣做的結(jié)果比較麻煩，而且不能充分利用PC機(jī)的軟硬件資源。所以最近有些公司，例如ANSYS、MSC.software等開始在Windows平臺(tái)上開發(fā)有限元程序，大多采用了OpenGL圖形編程軟件，同時(shí)還有在PC機(jī)上的Linux操作系統(tǒng)環(huán)境中開發(fā)的有限元程序包。
h. 軟件開發(fā)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合
由于數(shù)值軟件的開發(fā)是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，開發(fā)一個(gè)通用軟件是十分困難的，各家開發(fā)的軟件由于應(yīng)用背景的不同而各有千秋，隨著數(shù)值模擬軟件商業(yè)化的進(jìn)展，各數(shù)值模擬軟件公司為擴(kuò)大市場(chǎng)，追求共同的利潤(rùn)，出現(xiàn)了強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的局面。典型的如ANSYS與LSDYNA3D聯(lián)合，MSC.software軟件公司對(duì)ABAQUS、LSDYNA3D及PISCES等的購(gòu)買。