有限元分析
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有限元分析是對于結(jié)構(gòu)力學(xué)分析迅速發(fā)展起來的一種現(xiàn)代計(jì)算方法。它是50年代首先在連續(xù)體力學(xué)領(lǐng)域--飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜、動(dòng)態(tài)特性分析中應(yīng)用的一種有效的數(shù)值分析方法，隨后很快廣泛的應(yīng)用于求解熱傳導(dǎo)、電磁場、
流體力學(xué)等連續(xù)性問題。有限元分析軟件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四個(gè)比較知名比較大的公司。
常見軟件
有限元分析軟件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四個(gè)比較知名比較大的公司，其中ADINA、 ABAQUS在非線性分析方面有較強(qiáng)的能力目前是業(yè)內(nèi)最認(rèn)可的兩款有限元分析軟件，ANSYS、MSC進(jìn)入中國比較早所以在國內(nèi)知名度高應(yīng)用廣泛。目前在多物理場耦合方面幾大公司都可以做到結(jié)構(gòu)、流體、熱的耦合分析，但是除ADINA以外其它三個(gè)必須與別的軟件搭配進(jìn)行迭代分析，唯一能做到真正流固耦合的軟件只有ADINA。
編輯本段軟件對比
ANSYS是商業(yè)化比較早的一個(gè)軟件，目前公司收購了很多其他軟件在旗下。 ABAQUS專注結(jié)構(gòu)分析目前沒有流體模塊。MSC是比較老的一款軟件目前更新速度比較慢。ADINA是在同一體系下開發(fā)有結(jié)構(gòu)、流體、熱分析的一款軟件，功能強(qiáng)大但進(jìn)入中國時(shí)間比較晚市場還沒有完全鋪開。
結(jié)構(gòu)分析能力排名：1、ABAQUS、ADINA、MSC、ANSYS
流體分析能力排名：1、ANSYS、ADINA、MSC、ABAQUS
耦合分析能力排名：1、ADINA、ANSYS、MSC、ABAQUS
性價(jià)比排名：最好的是ADINA，其次ABAQUS、再次ANSYS、最后MSC
編輯本段ABAQUS軟件與ANSYS軟件的對比分析
1． 在世界范圍內(nèi)的知名度
兩種軟件同為國際知名的有限元分析軟件，在世界范圍內(nèi)具有各自廣泛的用戶群。ANSYS軟件在致力于線性分析的用戶中具有很好的聲譽(yù)，它在計(jì)算機(jī)資源的利用，用戶界面開發(fā)等方面也做出了較大的貢獻(xiàn)。ABAQUS軟件則致力于更復(fù)雜和深入的工程問題，其強(qiáng)大的非線性分析功能在設(shè)計(jì)和研究的高端用戶群中得到了廣泛的認(rèn)可。
由于ANSYS產(chǎn)品進(jìn)入中國市場早于ABAQUS，并且在五年前ANSYS的界面是當(dāng)時(shí)最好的界面之一，所以在中國，ANSYS軟件在用戶數(shù)量和市場推廣度方面要高于ABAQUS。但隨著ABAQUS北京辦事處的成立，ABAQUS軟件的用戶數(shù)目和市場占有率正在大幅度和穩(wěn)步提高，并可望在今后的幾年內(nèi)趕上和超過ANSYS。
2． 應(yīng)用領(lǐng)域
ANSYS軟件注重應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，目前已覆蓋流體、電磁場和多物理場耦合等十分廣泛的研究領(lǐng)域。ABAQUS則集中于結(jié)構(gòu)力學(xué)和相關(guān)領(lǐng)域研究，致力于解決該領(lǐng)域的深層次實(shí)際問題。
3． 性價(jià)比
ANSYS軟件由于價(jià)格政策靈活，具有多種銷售方案，在解決常規(guī)的線性及耦合問題時(shí)，具有較好的性價(jià)比。但在實(shí)際工程中，非線性是比線性遠(yuǎn)為普遍的自然現(xiàn)象，線性通常只是非線性的理想化假設(shè)。隨著研究水平的提高和研究問題的深入，非線性問題必然成為工程師和研究人員面臨的課題，并成為制約深入研究和精確設(shè)計(jì)的瓶頸。購買ABAQUS軟件可以很好地解決這些問題，縮短研制周期、減少試驗(yàn)投入，避免重新設(shè)計(jì)。工欲善其事，必先利其器，使用不恰當(dāng)或低檔的分析工具進(jìn)行工作的成本要遠(yuǎn)超過使用合適工具的成本。因此，從綜合效益和長遠(yuǎn)效益而言，ABAQUS軟件的經(jīng)濟(jì)性也是非常突出的。
4． 求解器功能
對于常規(guī)的線性問題，兩種軟件都可以較好的解決，在模型規(guī)模限制、計(jì)算流程、計(jì)算時(shí)間等方面都較為接近。
ABAQUS軟件在求解非線性問題時(shí)具有非常明顯的優(yōu)勢。其非線性涵蓋材料非線性、幾何非線性和狀態(tài)非線性等多個(gè)方面。
另外，由于ABAQUS/Standard(通用程序)和ABAQUS/Explicit(顯式積分)同為ABAQUS公司的產(chǎn)品，它們之間的數(shù)據(jù)傳遞非常方便，可以很容易地考慮預(yù)緊力等靜力和動(dòng)力相結(jié)合的計(jì)算情況。
ABAQUS軟件的求解器是智能化的求解器，可以解決其它軟件不收斂的非線性問題，其它軟件也收斂的非線性問題，ABAQUS軟件的計(jì)算收斂速度較快，并更加容易操作和使用。
5． 人機(jī)交互界面
ABAQUS/CAE是ABAQUS公司新近開發(fā)的軟件運(yùn)行平臺(tái)，他汲取了同類軟件和CAD軟件的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)與ABAQUS求解器軟件緊密結(jié)合。
與其他有限元軟件的界面程序比，ABAQUS/CAE具有以下的特點(diǎn)：
l 采用CAD方式建模和可視化視窗系統(tǒng)，具有良好的人機(jī)交互特性。
l 強(qiáng)大的模型管理和載荷管理手段，為多任務(wù)、多工況實(shí)際工程問題的建模和仿真提供了方便。
l 鑒于接觸問題在實(shí)際工程中的普遍性，單獨(dú)設(shè)置了連接(interaction)模塊，可以精確地模擬實(shí)際工程中存在的多種接觸問題。
l 采用了參數(shù)化建模方法，為實(shí)際工程結(jié)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，結(jié)構(gòu)修改提供了有力工具。
6． 綜合性能對比
綜合起來，ABAQUS軟件具有：
l 更多的單元種類，單元種類達(dá)433種，提供了更多的選擇余地，并更能深入反映細(xì)微的結(jié)構(gòu)現(xiàn)象和現(xiàn)象間的差別。除常規(guī)結(jié)構(gòu)外，可以方便地模擬管道、接頭以及纖維加強(qiáng)結(jié)構(gòu)等實(shí)際結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為
l 更多的材料模型，包括材料的本構(gòu)關(guān)系和失效準(zhǔn)則等，僅橡膠材料模型就達(dá)16種。除常規(guī)的金屬材料外，還可以有效地模擬復(fù)合材料、土壤、塑性材料和高溫蠕變材料等特殊材料
編輯本段ANSYS軟件與ABAQUS、ADINA的對比分析
1． 在世界范圍內(nèi)的知名度：
三種軟件同為國際知名的有限元分析軟件，在世界范圍內(nèi)具有各自廣泛的用戶群。
ANSYS軟件在致力于線性分析的用戶中具有很好的聲譽(yù)；ABAQUS軟件則致力于復(fù)雜和深入的非線性工程問題；而ADINA軟件除了求解非線性問外，其多物理場的流固耦合求解功能也是全球唯一的專利技術(shù)。
2． 應(yīng)用領(lǐng)域：
三種軟件同為大型通用分析軟件，都具有各自廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。
ANSYS注重應(yīng)用領(lǐng)域的拓展和合并，目前已覆蓋結(jié)構(gòu)、溫度、流體、電磁場和多物理場耦合等十分廣泛的研究領(lǐng)域；ABAQUS則只具備結(jié)構(gòu)分析功能，功能僅局限于結(jié)構(gòu)力學(xué)領(lǐng)域；而ADINA軟件和ANSYS軟件一樣都包括結(jié)構(gòu)、溫度、流體及流固耦合的功能，因此其應(yīng)用領(lǐng)域也是相當(dāng)廣泛。
3． 性價(jià)比
三種軟件同為美國的有限元分析軟件，在價(jià)格方面相差不是特別大，不過由于ABAQUS軟件僅具有結(jié)構(gòu)分析的功能，因此從整體來看ABAQUS軟件是最為便宜的；不過如果需要進(jìn)行流體計(jì)算或者多物理場耦合求解功能的話，則相信ANSYS軟件和ADINA軟件都會(huì)是更好的選擇。
4． 求解器功能
對于常規(guī)的結(jié)構(gòu)線性問題，三種軟件都可以較好的解決，在模型規(guī)模限制、計(jì)算流程、計(jì)算時(shí)間等方面都較為接近。
ABAQUS軟件和ADINA軟件在求解非線性問題時(shí)具有非常明顯的優(yōu)勢；而ANSYS軟件和ADINA軟件則在流體和多物理場耦合功能方面具有無可比擬的優(yōu)勢。
5． 人機(jī)交互界面
ANSYS/Workbench、ABAQUS/CAE、ADINA/AUI都是采用CAD方式建模和可視化視窗系統(tǒng)，都具有良好的人機(jī)交互特性。三種軟件都除了提供窗口操作外都還提供命令流輸入，但是ABAQUS/CAE并不對所有的命令流都支持CAE界面操作。
6．建模方式
ANSYS軟件和ADINA軟件都采用Parasolid為核心的實(shí)體建模技術(shù)，因此可以和其它Parasolid為核心的CAD軟件實(shí)行真正無縫的雙向數(shù)據(jù)交換，且該兩種軟件自身的建模功能很強(qiáng)大。而ABAQUS軟件的CAE模塊和輸入文件兩種建模方式是由兩家不同的公司研制的，CAE模塊功能還不是很完全，一些功能只能通過編輯INP輸入文件來實(shí)。
7．網(wǎng)格劃分
三種軟件都提供多種網(wǎng)格劃分器，可以進(jìn)行復(fù)雜模型的自由網(wǎng)格劃分。
除常見網(wǎng)格劃分外，ANSYS軟件和ADINA軟件還可以對復(fù)雜模型進(jìn)行自動(dòng)六面體網(wǎng)格劃分，從而在節(jié)省技術(shù)人員工作時(shí)間的情況下又保證了網(wǎng)格的精度。
8． 綜合性能對比
ANSYS軟件的命令流操作非常方便，對于結(jié)構(gòu)循環(huán)優(yōu)化方面比較有優(yōu)勢，但目前還只是局限于線性方面，非線性方面功能很差而且基本沒有；
ABAQUS軟件則在顯式非線性方面有些特色，但隱式非線性方面比不上ADINA，且不具備流體的功能；
ADINA軟件則在結(jié)構(gòu)非線性及多物理場耦合方面非常出色，是全球非線性功能最強(qiáng)大的有限元軟件之一，而且具有全球最好的流固耦合分析功能。
編輯本段FEPG
中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究所梁國平研究員團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)八年的潛心研究，獨(dú)創(chuàng)了具有國際領(lǐng)先水平的有限元程序自動(dòng)生成系統(tǒng)（FEPG）。FEPG采用元件化思想和有限元語言這一先進(jìn)的軟件設(shè)計(jì)，為各種領(lǐng)域、各方面問題的有限元求解提供了一個(gè)極其有力的工具，采用FEPG可以在數(shù)天甚至數(shù)小時(shí)內(nèi)完成通常需要數(shù)月甚至數(shù)年才能完成的編程勞動(dòng)。FEPG是目前“幸存”下來的為數(shù)不多的CAE技術(shù)中發(fā)展最好的有限元軟件，目前有三百多家科研院、企業(yè)應(yīng)用。也已成為國內(nèi)做的最大的有限元軟件平臺(tái)。
FEPG作為通用型的有限元軟件,能夠解決固體力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、熱傳導(dǎo)、電磁場以及數(shù)學(xué)方面的有限元計(jì)算，在耦合具有特有的優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)多物理場任意耦合；在有限元并行計(jì)算方面處于領(lǐng)先地位。
編輯本段COMSOL Multiphsic
COMSOL Multiphysics是一款大型的高級(jí)數(shù)值仿真軟件。廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)研究以及工程計(jì)算，被當(dāng)今世界科學(xué)家稱為“最專業(yè)的多物理場全耦合分析軟件”。模擬科學(xué)和工程領(lǐng)域的各種物理過程，COMSOL Multiphysics以高效的計(jì)算性能和杰出的多場雙向直接耦合分析能力實(shí)現(xiàn)了高度精確的數(shù)值仿真。
編輯本段SciFEA
SciFEA軟件目前開發(fā)的計(jì)算功能包括梁、板、殼結(jié)構(gòu)計(jì)算；彈性、彈塑性、粘彈性、粘彈塑性、非線性彈性計(jì)算；熱分析、流體分析、流固耦合、熱固耦合、熱流固耦合計(jì)算等功能。計(jì)算的類型包括靜力、動(dòng)力、模態(tài)分析等。目前，SciFEA軟件已形成了單機(jī)版、網(wǎng)絡(luò)版、集群并行版、GPU并行版，GPU并行版是基于新的GPU/CPU混合架構(gòu)的并行有限元計(jì)算系統(tǒng)。SciFEA可用于機(jī)械、土木、電氣、電子、熱能、航空航天、地質(zhì)、能源等專業(yè)的有限元計(jì)算分析。也可用于高校研究所等單位的有限元教學(xué)與科研。
1．SciFEA軟件結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
SciFEA拋棄了傳統(tǒng) CAE軟件復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)模式，采用直接面向用戶需求的獨(dú)立模塊開發(fā)方式。SciFEA軟件中的功能模塊保持了計(jì)算的獨(dú)立性，對CAE軟件功能擴(kuò)展的復(fù)雜度降低。同時(shí)，進(jìn)一步和行業(yè)需求集成的靈活度增加。
SciFEA軟件包括軟件操作界面、前后處理和計(jì)算功能模塊三大部分。前后處理采用歐洲工程數(shù)值模擬中心開發(fā)的GiD軟件包，SciFEA3.0版提供計(jì)算功能模塊包括：彈性計(jì)算、塑性計(jì)算、流體計(jì)算、粘彈性計(jì)算、材料計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算、損傷破裂計(jì)算、水 熱力耦合計(jì)算、傳熱計(jì)算、滲流計(jì)算、電磁計(jì)算、電熱力耦合計(jì)算、巖土計(jì)算、熱固耦合計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)計(jì)算等；計(jì)算類型包括穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、動(dòng)力、非線性等。
SciFEA發(fā)布的計(jì)算功能模塊均提供算例，用戶可以結(jié)合算例學(xué)習(xí)SciFEA。SciFEA的用戶模塊掛載功能實(shí)現(xiàn)了計(jì)算模塊的快速整合以及耦合問題的快速求解。
2．SciFEA軟件系列
SciFEA目前提供單機(jī)版、網(wǎng)絡(luò)版、機(jī)群并行版、顯卡（GPU）并行版，目前發(fā)行的版本為3.0版本。單機(jī)版、網(wǎng)絡(luò)版均提供免費(fèi)試用的版本。使用版本的使用方式和正式版本一致，只是在計(jì)算的單元規(guī)模上有少于3000個(gè)單元的限制。網(wǎng)絡(luò)版iSciFEA提供了試用的通用帳號(hào)（用戶名：guest；密碼SciFEA）。iSciFEA，SciFEA在北京超算官網(wǎng)上均有下載。
3．SciFEA軟件前后處理
SciFEA的前后處理器采用歐洲工程數(shù)值模擬國際中心開發(fā)的GiD軟件。GiD軟件具有幾何建模、網(wǎng)格劃分、CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入、后處理結(jié)果顯示等功能。GiD采用類似于CAD的操作模式。
幾何建模
可以通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、景象、縮放、偏置等操作得到面、體，可以直接構(gòu)造矩形、多邊形、圓、球、圓柱、圓錐、棱柱、圓環(huán)等；通過體面的布爾加、減、交等操作得到模型。
網(wǎng)格自動(dòng)生成
GiD可將幾何模型自動(dòng)離散成線單元、三角形單元、四邊形單元、四面體單元、六面體單元等，并且可以根據(jù)用戶的需要對網(wǎng)格進(jìn)行局部的加密以及網(wǎng)格階次的選擇。
CAD和CAE接口
GiD提供：IGES、DXF、Parasolid、VDA、STL、Nastran等接口，并且可以將GiD的數(shù)據(jù)文件寫成上述的格式。
后處理
GiD可將結(jié)果寫成各種常用的圖形文件如：BMP、GIF、TPEG、PNG、TGA、TIFF、VRML等格式，以及AVI、MEPG的動(dòng)畫格式。后處理支持的結(jié)果顯示方式有：帶狀云圖顯示、等直線顯示、切片顯示、矢量顯示、變形顯示等等。并且可以根據(jù)用戶的需要定制顯示菜單。
4．SciFEA軟件GPU版本
超算顯卡并行有限元分析系統(tǒng)（簡稱SciFEA-GPU）是北京超算自主開發(fā)的一款基于GPU/CPU混合架構(gòu)的有限元分析系統(tǒng)。基于GPU和CPU兩種不同架構(gòu)處理器的結(jié)合，組成硬件上的協(xié)同模式；通過實(shí)現(xiàn)GPU和CPU的混合編程，由CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行順序型的代碼，由GPU來負(fù)責(zé)密集的并行計(jì)算實(shí)現(xiàn)高效有限元分析。同時(shí)SciFEA-GPU軟件按照全新的可裝配的思路進(jìn)行開發(fā)，利用軟件的可重用性，降低了軟件開發(fā)的難度，增加了軟件的可靠度。SciFEA-GPU軟件的設(shè)計(jì)架構(gòu)體現(xiàn)了數(shù)值模擬軟件個(gè)性化發(fā)展方向，為用戶提供了一種按需選擇的高性能計(jì)算新模式。
目前SciFEA-GPU在材料固化、巖石破裂、 瓦斯運(yùn)移、孔隙介質(zhì)滲流均有成功應(yīng)用，隱式算法的計(jì)算效率是單CPU的6-8倍，顯式算法在30倍左右。目前，北京超算提供計(jì)算GPU加速引擎和GPU并行計(jì)算軟件開發(fā)定制服務(wù)。
COMSOL Multiphysics以其獨(dú)特的軟件設(shè)計(jì)理念，成功地實(shí)現(xiàn)了任意多物理場、直接、雙向?qū)崟r(shí)耦合，在全球領(lǐng)先的數(shù)值仿真領(lǐng)域里得到廣泛的應(yīng)用。 在全球各著名高校，COMSOL Multiphysic已經(jīng)成為教授有限元方法以及多物理場耦合分析的標(biāo)準(zhǔn)工具，在全球500強(qiáng)企業(yè)中，COMSOL Multiphysic被視作提升核心競爭力，增強(qiáng)創(chuàng)新能力，加速研發(fā)的重要工具。 2006年COMSOL Multiphysics再次被NASA技術(shù)雜志選為"本年度最佳上榜產(chǎn)品"，NASA技術(shù)雜志主編點(diǎn)評到，"當(dāng)選為 NASA科學(xué)家所選出的年度最佳CAE產(chǎn)品的優(yōu)勝者，表明COMSOL Multiphysics是對工程領(lǐng)域最有價(jià)值和意義的產(chǎn)品。"
COMSOL Multiphysics 顯著特點(diǎn)
常見軟件
有限元分析軟件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四個(gè)比較知名比較大的公司，其中ADINA、 ABAQUS在非線性分析方面有較強(qiáng)的能力目前是業(yè)內(nèi)最認(rèn)可的兩款有限元分析軟件，ANSYS、MSC進(jìn)入中國比較早所以在國內(nèi)知名度高應(yīng)用廣泛。目前在多物理場耦合方面幾大公司都可以做到結(jié)構(gòu)、流體、熱的耦合分析，但是除ADINA以外其它三個(gè)必須與別的軟件搭配進(jìn)行迭代分析，唯一能做到真正流固耦合的軟件只有ADINA。
編輯本段軟件對比
ANSYS是商業(yè)化比較早的一個(gè)軟件，目前公司收購了很多其他軟件在旗下。 ABAQUS專注結(jié)構(gòu)分析目前沒有流體模塊。MSC是比較老的一款軟件目前更新速度比較慢。ADINA是在同一體系下開發(fā)有結(jié)構(gòu)、流體、熱分析的一款軟件，功能強(qiáng)大但進(jìn)入中國時(shí)間比較晚市場還沒有完全鋪開。
結(jié)構(gòu)分析能力排名：1、ABAQUS、ADINA、MSC、ANSYS
流體分析能力排名：1、ANSYS、ADINA、MSC、ABAQUS
耦合分析能力排名：1、ADINA、ANSYS、MSC、ABAQUS
性價(jià)比排名：最好的是ADINA，其次ABAQUS、再次ANSYS、最后MSC
編輯本段ABAQUS軟件與ANSYS軟件的對比分析
1． 在世界范圍內(nèi)的知名度
兩種軟件同為國際知名的有限元分析軟件，在世界范圍內(nèi)具有各自廣泛的用戶群。ANSYS軟件在致力于線性分析的用戶中具有很好的聲譽(yù)，它在計(jì)算機(jī)資源的利用，用戶界面開發(fā)等方面也做出了較大的貢獻(xiàn)。ABAQUS軟件則致力于更復(fù)雜和深入的工程問題，其強(qiáng)大的非線性分析功能在設(shè)計(jì)和研究的高端用戶群中得到了廣泛的認(rèn)可。
由于ANSYS產(chǎn)品進(jìn)入中國市場早于ABAQUS，并且在五年前ANSYS的界面是當(dāng)時(shí)最好的界面之一，所以在中國，ANSYS軟件在用戶數(shù)量和市場推廣度方面要高于ABAQUS。但隨著ABAQUS北京辦事處的成立，ABAQUS軟件的用戶數(shù)目和市場占有率正在大幅度和穩(wěn)步提高，并可望在今后的幾年內(nèi)趕上和超過ANSYS。
2． 應(yīng)用領(lǐng)域
ANSYS軟件注重應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，目前已覆蓋流體、電磁場和多物理場耦合等十分廣泛的研究領(lǐng)域。ABAQUS則集中于結(jié)構(gòu)力學(xué)和相關(guān)領(lǐng)域研究，致力于解決該領(lǐng)域的深層次實(shí)際問題。
3． 性價(jià)比
ANSYS軟件由于價(jià)格政策靈活，具有多種銷售方案，在解決常規(guī)的線性及耦合問題時(shí)，具有較好的性價(jià)比。但在實(shí)際工程中，非線性是比線性遠(yuǎn)為普遍的自然現(xiàn)象，線性通常只是非線性的理想化假設(shè)。隨著研究水平的提高和研究問題的深入，非線性問題必然成為工程師和研究人員面臨的課題，并成為制約深入研究和精確設(shè)計(jì)的瓶頸。購買ABAQUS軟件可以很好地解決這些問題，縮短研制周期、減少試驗(yàn)投入，避免重新設(shè)計(jì)。工欲善其事，必先利其器，使用不恰當(dāng)或低檔的分析工具進(jìn)行工作的成本要遠(yuǎn)超過使用合適工具的成本。因此，從綜合效益和長遠(yuǎn)效益而言，ABAQUS軟件的經(jīng)濟(jì)性也是非常突出的。
4． 求解器功能
對于常規(guī)的線性問題，兩種軟件都可以較好的解決，在模型規(guī)模限制、計(jì)算流程、計(jì)算時(shí)間等方面都較為接近。
ABAQUS軟件在求解非線性問題時(shí)具有非常明顯的優(yōu)勢。其非線性涵蓋材料非線性、幾何非線性和狀態(tài)非線性等多個(gè)方面。
另外，由于ABAQUS/Standard(通用程序)和ABAQUS/Explicit(顯式積分)同為ABAQUS公司的產(chǎn)品，它們之間的數(shù)據(jù)傳遞非常方便，可以很容易地考慮預(yù)緊力等靜力和動(dòng)力相結(jié)合的計(jì)算情況。
ABAQUS軟件的求解器是智能化的求解器，可以解決其它軟件不收斂的非線性問題，其它軟件也收斂的非線性問題，ABAQUS軟件的計(jì)算收斂速度較快，并更加容易操作和使用。
5． 人機(jī)交互界面
ABAQUS/CAE是ABAQUS公司新近開發(fā)的軟件運(yùn)行平臺(tái)，他汲取了同類軟件和CAD軟件的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)與ABAQUS求解器軟件緊密結(jié)合。
與其他有限元軟件的界面程序比，ABAQUS/CAE具有以下的特點(diǎn)：
l 采用CAD方式建模和可視化視窗系統(tǒng)，具有良好的人機(jī)交互特性。
l 強(qiáng)大的模型管理和載荷管理手段，為多任務(wù)、多工況實(shí)際工程問題的建模和仿真提供了方便。
l 鑒于接觸問題在實(shí)際工程中的普遍性，單獨(dú)設(shè)置了連接(interaction)模塊，可以精確地模擬實(shí)際工程中存在的多種接觸問題。
l 采用了參數(shù)化建模方法，為實(shí)際工程結(jié)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，結(jié)構(gòu)修改提供了有力工具。
6． 綜合性能對比
綜合起來，ABAQUS軟件具有：
l 更多的單元種類，單元種類達(dá)433種，提供了更多的選擇余地，并更能深入反映細(xì)微的結(jié)構(gòu)現(xiàn)象和現(xiàn)象間的差別。除常規(guī)結(jié)構(gòu)外，可以方便地模擬管道、接頭以及纖維加強(qiáng)結(jié)構(gòu)等實(shí)際結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為
l 更多的材料模型，包括材料的本構(gòu)關(guān)系和失效準(zhǔn)則等，僅橡膠材料模型就達(dá)16種。除常規(guī)的金屬材料外，還可以有效地模擬復(fù)合材料、土壤、塑性材料和高溫蠕變材料等特殊材料
編輯本段ANSYS軟件與ABAQUS、ADINA的對比分析
1． 在世界范圍內(nèi)的知名度：
三種軟件同為國際知名的有限元分析軟件，在世界范圍內(nèi)具有各自廣泛的用戶群。
ANSYS軟件在致力于線性分析的用戶中具有很好的聲譽(yù)；ABAQUS軟件則致力于復(fù)雜和深入的非線性工程問題；而ADINA軟件除了求解非線性問外，其多物理場的流固耦合求解功能也是全球唯一的專利技術(shù)。
2． 應(yīng)用領(lǐng)域：
三種軟件同為大型通用分析軟件，都具有各自廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。
ANSYS注重應(yīng)用領(lǐng)域的拓展和合并，目前已覆蓋結(jié)構(gòu)、溫度、流體、電磁場和多物理場耦合等十分廣泛的研究領(lǐng)域；ABAQUS則只具備結(jié)構(gòu)分析功能，功能僅局限于結(jié)構(gòu)力學(xué)領(lǐng)域；而ADINA軟件和ANSYS軟件一樣都包括結(jié)構(gòu)、溫度、流體及流固耦合的功能，因此其應(yīng)用領(lǐng)域也是相當(dāng)廣泛。
3． 性價(jià)比
三種軟件同為美國的有限元分析軟件，在價(jià)格方面相差不是特別大，不過由于ABAQUS軟件僅具有結(jié)構(gòu)分析的功能，因此從整體來看ABAQUS軟件是最為便宜的；不過如果需要進(jìn)行流體計(jì)算或者多物理場耦合求解功能的話，則相信ANSYS軟件和ADINA軟件都會(huì)是更好的選擇。
4． 求解器功能
對于常規(guī)的結(jié)構(gòu)線性問題，三種軟件都可以較好的解決，在模型規(guī)模限制、計(jì)算流程、計(jì)算時(shí)間等方面都較為接近。
ABAQUS軟件和ADINA軟件在求解非線性問題時(shí)具有非常明顯的優(yōu)勢；而ANSYS軟件和ADINA軟件則在流體和多物理場耦合功能方面具有無可比擬的優(yōu)勢。
5． 人機(jī)交互界面
ANSYS/Workbench、ABAQUS/CAE、ADINA/AUI都是采用CAD方式建模和可視化視窗系統(tǒng)，都具有良好的人機(jī)交互特性。三種軟件都除了提供窗口操作外都還提供命令流輸入，但是ABAQUS/CAE并不對所有的命令流都支持CAE界面操作。
6．建模方式
ANSYS軟件和ADINA軟件都采用Parasolid為核心的實(shí)體建模技術(shù)，因此可以和其它Parasolid為核心的CAD軟件實(shí)行真正無縫的雙向數(shù)據(jù)交換，且該兩種軟件自身的建模功能很強(qiáng)大。而ABAQUS軟件的CAE模塊和輸入文件兩種建模方式是由兩家不同的公司研制的，CAE模塊功能還不是很完全，一些功能只能通過編輯INP輸入文件來實(shí)。
7．網(wǎng)格劃分
三種軟件都提供多種網(wǎng)格劃分器，可以進(jìn)行復(fù)雜模型的自由網(wǎng)格劃分。
除常見網(wǎng)格劃分外，ANSYS軟件和ADINA軟件還可以對復(fù)雜模型進(jìn)行自動(dòng)六面體網(wǎng)格劃分，從而在節(jié)省技術(shù)人員工作時(shí)間的情況下又保證了網(wǎng)格的精度。
8． 綜合性能對比
ANSYS軟件的命令流操作非常方便，對于結(jié)構(gòu)循環(huán)優(yōu)化方面比較有優(yōu)勢，但目前還只是局限于線性方面，非線性方面功能很差而且基本沒有；
ABAQUS軟件則在顯式非線性方面有些特色，但隱式非線性方面比不上ADINA，且不具備流體的功能；
ADINA軟件則在結(jié)構(gòu)非線性及多物理場耦合方面非常出色，是全球非線性功能最強(qiáng)大的有限元軟件之一，而且具有全球最好的流固耦合分析功能。
編輯本段FEPG
中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究所梁國平研究員團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)八年的潛心研究，獨(dú)創(chuàng)了具有國際領(lǐng)先水平的有限元程序自動(dòng)生成系統(tǒng)（FEPG）。FEPG采用元件化思想和有限元語言這一先進(jìn)的軟件設(shè)計(jì)，為各種領(lǐng)域、各方面問題的有限元求解提供了一個(gè)極其有力的工具，采用FEPG可以在數(shù)天甚至數(shù)小時(shí)內(nèi)完成通常需要數(shù)月甚至數(shù)年才能完成的編程勞動(dòng)。FEPG是目前“幸存”下來的為數(shù)不多的CAE技術(shù)中發(fā)展最好的有限元軟件，目前有三百多家科研院、企業(yè)應(yīng)用。也已成為國內(nèi)做的最大的有限元軟件平臺(tái)。
FEPG作為通用型的有限元軟件,能夠解決固體力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、熱傳導(dǎo)、電磁場以及數(shù)學(xué)方面的有限元計(jì)算，在耦合具有特有的優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)多物理場任意耦合；在有限元并行計(jì)算方面處于領(lǐng)先地位。
編輯本段COMSOL Multiphsic
COMSOL Multiphysics是一款大型的高級(jí)數(shù)值仿真軟件。廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)研究以及工程計(jì)算，被當(dāng)今世界科學(xué)家稱為“最專業(yè)的多物理場全耦合分析軟件”。模擬科學(xué)和工程領(lǐng)域的各種物理過程，COMSOL Multiphysics以高效的計(jì)算性能和杰出的多場雙向直接耦合分析能力實(shí)現(xiàn)了高度精確的數(shù)值仿真。
編輯本段SciFEA
SciFEA軟件目前開發(fā)的計(jì)算功能包括梁、板、殼結(jié)構(gòu)計(jì)算；彈性、彈塑性、粘彈性、粘彈塑性、非線性彈性計(jì)算；熱分析、流體分析、流固耦合、熱固耦合、熱流固耦合計(jì)算等功能。計(jì)算的類型包括靜力、動(dòng)力、模態(tài)分析等。目前，SciFEA軟件已形成了單機(jī)版、網(wǎng)絡(luò)版、集群并行版、GPU并行版，GPU并行版是基于新的GPU/CPU混合架構(gòu)的并行有限元計(jì)算系統(tǒng)。SciFEA可用于機(jī)械、土木、電氣、電子、熱能、航空航天、地質(zhì)、能源等專業(yè)的有限元計(jì)算分析。也可用于高校研究所等單位的有限元教學(xué)與科研。
1．SciFEA軟件結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
SciFEA拋棄了傳統(tǒng) CAE軟件復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)模式，采用直接面向用戶需求的獨(dú)立模塊開發(fā)方式。SciFEA軟件中的功能模塊保持了計(jì)算的獨(dú)立性，對CAE軟件功能擴(kuò)展的復(fù)雜度降低。同時(shí)，進(jìn)一步和行業(yè)需求集成的靈活度增加。
SciFEA軟件包括軟件操作界面、前后處理和計(jì)算功能模塊三大部分。前后處理采用歐洲工程數(shù)值模擬中心開發(fā)的GiD軟件包，SciFEA3.0版提供計(jì)算功能模塊包括：彈性計(jì)算、塑性計(jì)算、流體計(jì)算、粘彈性計(jì)算、材料計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算、損傷破裂計(jì)算、水 熱力耦合計(jì)算、傳熱計(jì)算、滲流計(jì)算、電磁計(jì)算、電熱力耦合計(jì)算、巖土計(jì)算、熱固耦合計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)計(jì)算等；計(jì)算類型包括穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、動(dòng)力、非線性等。
SciFEA發(fā)布的計(jì)算功能模塊均提供算例，用戶可以結(jié)合算例學(xué)習(xí)SciFEA。SciFEA的用戶模塊掛載功能實(shí)現(xiàn)了計(jì)算模塊的快速整合以及耦合問題的快速求解。
2．SciFEA軟件系列
SciFEA目前提供單機(jī)版、網(wǎng)絡(luò)版、機(jī)群并行版、顯卡（GPU）并行版，目前發(fā)行的版本為3.0版本。單機(jī)版、網(wǎng)絡(luò)版均提供免費(fèi)試用的版本。使用版本的使用方式和正式版本一致，只是在計(jì)算的單元規(guī)模上有少于3000個(gè)單元的限制。網(wǎng)絡(luò)版iSciFEA提供了試用的通用帳號(hào)（用戶名：guest；密碼SciFEA）。iSciFEA，SciFEA在北京超算官網(wǎng)上均有下載。
3．SciFEA軟件前后處理
SciFEA的前后處理器采用歐洲工程數(shù)值模擬國際中心開發(fā)的GiD軟件。GiD軟件具有幾何建模、網(wǎng)格劃分、CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入、后處理結(jié)果顯示等功能。GiD采用類似于CAD的操作模式。
幾何建模
可以通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、景象、縮放、偏置等操作得到面、體，可以直接構(gòu)造矩形、多邊形、圓、球、圓柱、圓錐、棱柱、圓環(huán)等；通過體面的布爾加、減、交等操作得到模型。
網(wǎng)格自動(dòng)生成
GiD可將幾何模型自動(dòng)離散成線單元、三角形單元、四邊形單元、四面體單元、六面體單元等，并且可以根據(jù)用戶的需要對網(wǎng)格進(jìn)行局部的加密以及網(wǎng)格階次的選擇。
CAD和CAE接口
GiD提供：IGES、DXF、Parasolid、VDA、STL、Nastran等接口，并且可以將GiD的數(shù)據(jù)文件寫成上述的格式。
后處理
GiD可將結(jié)果寫成各種常用的圖形文件如：BMP、GIF、TPEG、PNG、TGA、TIFF、VRML等格式，以及AVI、MEPG的動(dòng)畫格式。后處理支持的結(jié)果顯示方式有：帶狀云圖顯示、等直線顯示、切片顯示、矢量顯示、變形顯示等等。并且可以根據(jù)用戶的需要定制顯示菜單。
4．SciFEA軟件GPU版本
超算顯卡并行有限元分析系統(tǒng)（簡稱SciFEA-GPU）是北京超算自主開發(fā)的一款基于GPU/CPU混合架構(gòu)的有限元分析系統(tǒng)。基于GPU和CPU兩種不同架構(gòu)處理器的結(jié)合，組成硬件上的協(xié)同模式；通過實(shí)現(xiàn)GPU和CPU的混合編程，由CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行順序型的代碼，由GPU來負(fù)責(zé)密集的并行計(jì)算實(shí)現(xiàn)高效有限元分析。同時(shí)SciFEA-GPU軟件按照全新的可裝配的思路進(jìn)行開發(fā)，利用軟件的可重用性，降低了軟件開發(fā)的難度，增加了軟件的可靠度。SciFEA-GPU軟件的設(shè)計(jì)架構(gòu)體現(xiàn)了數(shù)值模擬軟件個(gè)性化發(fā)展方向，為用戶提供了一種按需選擇的高性能計(jì)算新模式。
目前SciFEA-GPU在材料固化、巖石破裂、 瓦斯運(yùn)移、孔隙介質(zhì)滲流均有成功應(yīng)用，隱式算法的計(jì)算效率是單CPU的6-8倍，顯式算法在30倍左右。目前，北京超算提供計(jì)算GPU加速引擎和GPU并行計(jì)算軟件開發(fā)定制服務(wù)。
COMSOL Multiphysics以其獨(dú)特的軟件設(shè)計(jì)理念，成功地實(shí)現(xiàn)了任意多物理場、直接、雙向?qū)崟r(shí)耦合，在全球領(lǐng)先的數(shù)值仿真領(lǐng)域里得到廣泛的應(yīng)用。 在全球各著名高校，COMSOL Multiphysic已經(jīng)成為教授有限元方法以及多物理場耦合分析的標(biāo)準(zhǔn)工具，在全球500強(qiáng)企業(yè)中，COMSOL Multiphysic被視作提升核心競爭力，增強(qiáng)創(chuàng)新能力，加速研發(fā)的重要工具。 2006年COMSOL Multiphysics再次被NASA技術(shù)雜志選為"本年度最佳上榜產(chǎn)品"，NASA技術(shù)雜志主編點(diǎn)評到，"當(dāng)選為 NASA科學(xué)家所選出的年度最佳CAE產(chǎn)品的優(yōu)勝者，表明COMSOL Multiphysics是對工程領(lǐng)域最有價(jià)值和意義的產(chǎn)品。"
COMSOL Multiphysics 顯著特點(diǎn)
- 易用性
- 圖形化的有限元仿真軟件
- 基于模型樹的流程化操作界面，提高用戶的建模分析效率
- 內(nèi)置各種常見物理模型，用戶可輕松選擇并進(jìn)行必要的修改
- 豐富的模型庫，包含詳細(xì)說明文檔和模型
- 完全開放的架構(gòu)，在圖形界面中輕松修改或添加控制方程
- 任意函數(shù)或腳本控制的參數(shù)：材料屬性、邊界條件、載荷
- 內(nèi)嵌CAD 建模工具，還支持全面導(dǎo)入主流CAD文件或雙向同步建模
- 自動(dòng)或手動(dòng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化/非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格剖分，支持移動(dòng)網(wǎng)格、自適應(yīng)網(wǎng)格
- 支持Windows、Linux和Mac系統(tǒng)32/64位處理能力和并行計(jì)算，支持自動(dòng)保存和恢復(fù)
- 各種數(shù)據(jù)、曲線、圖片及動(dòng)畫的分析與導(dǎo)出等后處理
- 專業(yè)的動(dòng)態(tài)幫助系統(tǒng)和在線幫助文檔
- 多國語言操作界面
- 任意搭配，自動(dòng)建立各種耦合分析
- 多物理場耦合
- 多維度/尺度耦合
- 導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)結(jié)果耦合開放性
- 對用戶透明，可任意修改現(xiàn)有模型
- 支持建立自己的模型/方程靈活性
- 與MATLAB無縫連接，提供強(qiáng)大的二次開發(fā)功能
- JAVA編程：基于JAVA標(biāo)準(zhǔn)的API，構(gòu)建自己的有限元軟件
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