仿真思維的案例
3.1 如何成為一個CFD仿真工程師之仿真思維
而且建議實驗工程師和設(shè)計工程師都了解一些仿真的東西，因為一個東西設(shè)計出來以后性能是如何的，在投入大量人力物力進行實驗驗證之前是可以進行很多輪次的仿真分析的，有人可能會說仿真的精度你都保證不了，做仿真有什么意義，什么東西都不是速成的，尤其是仿真模型的建立，有一個初建和校準的過程，還有就是參數(shù)影響敏感度的分析，其實說軟件操作就可以復(fù)現(xiàn)產(chǎn)品狀態(tài)的話不現(xiàn)實，但這是我們未來的目標，無人工廠智能制造離不開計算機輔助工程，也許未來我們可以實現(xiàn)無線辦公，辦公的間隙一回頭可以看見大海、山川和家人的笑臉，當然扯遠了，仿真不只對仿真工程師有用，他是產(chǎn)品的一種驗證手段，設(shè)計和實驗人員也需要了解仿真技術(shù)。
再回到正題，仿真思維是指的從現(xiàn)實問題中抽象出仿真模型，歡迎大家在帖子下面留言，你遇到了什么問題，想要解決什么難題，如果是和CFD相關(guān)的可以留言，看是否可以幫你抽象出一個仿真模型。
展開 安全系統(tǒng)思維下鹽穴壓氣儲能風(fēng)險評估與動態(tài)仿真研究
5.2 措施建議
為預(yù)測鹽穴壓氣儲能項目的安全風(fēng)險水平，文章對鹽穴壓氣儲能項目進行了基于系統(tǒng)動力學(xué)的動態(tài)仿真模擬研究，根據(jù)研究結(jié)果，提出措施建議：
(1)在項目運行前期，必須牢固樹立安全體系化管理理念，扎實推進本質(zhì)化安全措施落地，著重降低人員風(fēng)險，提高作業(yè)人員的作業(yè)能力、分析能力和應(yīng)急處理能力，使人成為鹽穴地下儲氣庫安全保障體系穩(wěn)定的核心因素。
(2)在項目運行過程中，設(shè)備和工藝過程管理尤其重要。鹽穴儲氣庫注采氣過程是一個復(fù)雜的熱動力平衡過程，注采管柱、井壁、腔體圍巖在注采氣過程中會不斷受到交變應(yīng)力、熱量交換腔體蠕變的影響，可能引發(fā)氣體泄漏、井筒損壞、坍塌等事故。在運行中需嚴格控制注采過程的密封性，確保較高的井筒質(zhì)量，避免氣體泄漏、井筒損壞等；井套管應(yīng)采用高強度厚壁氣密封套管，防止鹽巖層蠕變被擠毀，發(fā)生坍塌，做好風(fēng)險預(yù)防。
6 總結(jié)
文章對鹽穴壓氣儲能項目的主要風(fēng)險因素進行了分析，從組織影響層、事故層及安全監(jiān)管層三方面著手建立風(fēng)險分析模型，根據(jù)VENSIM仿真模擬結(jié)果，提出相關(guān)措施建議，總結(jié)如下：
1)組織影響層、安全監(jiān)管層、事故風(fēng)險層的作用均會降低總體風(fēng)險，且安全監(jiān)管層對總體風(fēng)險的影響效果最為明顯；在單位時間內(nèi)，安全監(jiān)管效應(yīng)層中的應(yīng)急監(jiān)管、蓄能過程監(jiān)管、風(fēng)險預(yù)防、安全教育對風(fēng)險水平的影響作用最大。
2)組織影響層中組織決策效率、規(guī)章制度執(zhí)行敏感性帶寬分別約為50%、60%,規(guī)章制度執(zhí)行度優(yōu)先于組織決策效率，充分證明安全管理體系化運行的重要性、獨立性。
展開 新聞速遞 | Altair 成功協(xié)辦2025中國工業(yè)設(shè)計工程大會“工程仿真與創(chuàng)新設(shè)計學(xué)術(shù)論壇”
Altair 作為大會重要協(xié)辦方之一，成功協(xié)辦了“工程仿真與創(chuàng)新設(shè)計學(xué)術(shù)論壇”，為這場年度盛會貢獻了前沿的仿真技術(shù)與創(chuàng)新設(shè)計融合的思想盛宴。
本次大會在中國創(chuàng)新設(shè)計產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟、中國機械工程學(xué)會指導(dǎo)下，推動產(chǎn)教深度融合，提升數(shù)業(yè)時代的產(chǎn)品品質(zhì)與創(chuàng)新能力。在大會首日的主旨報告及隨后的多場高端論壇中，對裝備制造、產(chǎn)品創(chuàng)新、數(shù)智孿生、優(yōu)化設(shè)計等前沿議題進行行了深度探討。
工程仿真與創(chuàng)新設(shè)計學(xué)術(shù)論壇--Altair 分會場：聚焦仿真與設(shè)計的深度融合
論壇緊扣大會主題，聚焦仿真技術(shù)如何作為核心驅(qū)動力，賦能產(chǎn)品全生命周期的創(chuàng)新設(shè)計與品質(zhì)提升，吸引了眾多關(guān)注前沿工程技術(shù)與設(shè)計融合發(fā)展的專家學(xué)者和業(yè)界同仁。
論壇邀請了來自產(chǎn)學(xué)研各界的專家進行精彩分享：
仿真驅(qū)動設(shè)計（Simulation-Driven Design）前沿理念： 深入探討如何將仿真前置，貫穿概念設(shè)計、詳細設(shè)計到驗證優(yōu)化全流程，實現(xiàn)設(shè)計自由度的提升與產(chǎn)品性能的飛躍。
多物理場仿真與優(yōu)化在創(chuàng)新設(shè)計中的應(yīng)用： 展示利用領(lǐng)先的結(jié)構(gòu)、流體、電磁、多體動力學(xué)及系統(tǒng)仿真等技術(shù)，解決復(fù)雜工程挑戰(zhàn)，實現(xiàn)輕量化、高性能、低能耗設(shè)計的經(jīng)典與前沿案例。
AI賦能的智能仿真與設(shè)計探索： 探討人工智能（AI）和機器學(xué)習(xí)（ML）技術(shù)與仿真結(jié)合，加速設(shè)計迭代、實現(xiàn)智能優(yōu)化和自動化流程，應(yīng)對數(shù)業(yè)時代對效率和創(chuàng)新的雙重需求。
產(chǎn)教融合視角下的仿真人才培養(yǎng)與實踐： 分享仿真、AI 與 HPC 融合的技術(shù)趨勢下，如何助力高校構(gòu)建面向未來的工程與設(shè)計教育體系，培養(yǎng)具備仿真思維和實踐能力的復(fù)合型創(chuàng)新人才，無縫對接產(chǎn)業(yè)需求。
展開 前端仿真驅(qū)動創(chuàng)新：西門子FLOEFD的行業(yè)價值與應(yīng)用指南
? 專業(yè)仿真團隊：可將其作為前端篩選工具，結(jié)合傳統(tǒng)CFD軟件（如Fluent）進行高精度驗證，形成“快速迭代+精準校核”的高效流程。
? 中小企業(yè)：重點利用其云端協(xié)同與聯(lián)邦學(xué)習(xí)能力，接入行業(yè)數(shù)據(jù)池獲取優(yōu)化方案，降低單獨搭建仿真數(shù)據(jù)庫的成本。
? 高復(fù)雜度場景（如高超音速流動、燃燒仿真）：建議以傳統(tǒng)專業(yè)CFD為主，F(xiàn)LOEFD僅用于前期幾何可行性與初步性能評估。
總結(jié)
西門子FLOEFD以“CAD原生、智能高效、多場協(xié)同”為核心，打破了設(shè)計與仿真的壁壘，尤其適配新能源、電子、增材制造等快速迭代的行業(yè)。其價值不僅在于縮短研發(fā)周期、降低試驗成本，更在于推動工程師將“仿真思維”融入設(shè)計全流程，實現(xiàn)從“經(jīng)驗驅(qū)動”到“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的轉(zhuǎn)型。
未來，隨著AI與云計算技術(shù)的深度融合，F(xiàn)LOEFD在數(shù)字孿生、跨學(xué)科協(xié)同仿真中的潛力將進一步釋放。對于追求創(chuàng)新效率的企業(yè)而言，掌握其核心應(yīng)用方法并結(jié)合行業(yè)場景優(yōu)化，將成為產(chǎn)品核心競爭力的重要來源。
展開 
CAE仿真與大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實以及人工智能
仿真是從模型到數(shù)據(jù)，而大數(shù)據(jù)則是數(shù)據(jù)到模型。大數(shù)據(jù)對建模仿真的挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在思維方式、科研方式和方法手段等方面，利用現(xiàn)有建模仿真技術(shù)處理大數(shù)據(jù)還存在問題。比如，傳統(tǒng)的仿真思維方式認為仿真是基于模型的活動，其科研方式是根據(jù)系統(tǒng)實驗的目標建立系統(tǒng)模型，進而建立仿真系統(tǒng)運行系統(tǒng)模型，最后再分析、處理模型運行結(jié)果。
那么，未來，仿真結(jié)合大數(shù)據(jù)會有怎樣的發(fā)展？這個問題還在探索中，但從目前來看，至少大數(shù)據(jù)為仿真結(jié)果的分析提供了更好的手段，為復(fù)雜系統(tǒng)的建模提供可新的出路，更為長遠地看，大數(shù)據(jù)有助于人類實現(xiàn)智能仿真。
圖1 仿真與大數(shù)據(jù)
仿真與虛擬現(xiàn)實的碰撞
虛擬現(xiàn)實是時下非常火爆的技術(shù)，但是很多人對仿真與虛擬現(xiàn)實都存在認識上的誤差，認為二者說得是一回事。其實，仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)有著一定的相似點，但也存在差異性。
在感知方面，仿真以視覺和聽覺為主，而虛擬現(xiàn)實不僅有視覺、聽覺，還有觸覺等方面的感知，可以說仿真基本上將用戶視為“旁觀者”，而虛擬現(xiàn)實則將用戶視為“當局者”；在逼真度方面，仿真技術(shù)，仿真技術(shù)是對真實物理系統(tǒng)某一層次上的抽象，而虛擬技術(shù)采用實時三維圖像與顯示、三維聲音定位與合成技術(shù)、傳感器等技術(shù)，做到了人與環(huán)境的交互性，有非常高的逼真度。
縱觀當下工業(yè)仿真軟件，可視化、智能化的仿真已成趨勢，在仿真中運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，不僅能更加形象直觀地顯示仿真全過程，而且會讓計算機與人之間的溝通更人性化，增強仿真系統(tǒng)的尋優(yōu)能力。
圖2 仿真與虛擬現(xiàn)實
仿真與人工智能的碰撞
仿真優(yōu)化的應(yīng)用目標是為用戶提供一個輔助決策支持工具，而實際工程設(shè)計問題一般比較復(fù)雜，涉及因素較多，完全依靠計算機來進行決策很難考慮周全，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，將領(lǐng)域知識引入到仿真優(yōu)化系統(tǒng)中，建立決策支持系統(tǒng)，充分發(fā)揮人的創(chuàng)造性和計算機的計算能力，實現(xiàn)人機協(xié)同決策功能。
展開 提升有限元分析核心能力，這三類概念思維不可或缺
導(dǎo)讀：
近年來，隨著仿真分析軟件的大量普及，很多原先沒有做過計算的普通設(shè)計崗位人員也或多或少地開始做一些仿真方面的工作。分析軟件方面，以ANSYS Workbench為例，軟件的界面操作難度和應(yīng)用門檻也在不斷地降低。但是另一方面，有限元分析畢竟不是一項容易的工作，僅僅會操作軟件，還不足以勝任各類結(jié)構(gòu)分析任務(wù)。
初
級分析用戶除了掌握必要的軟件操作技術(shù)之外，還需要在實踐中培養(yǎng)和提升仿真分析的概念思維能力，這既是完成一般性分析任務(wù)的客觀需要，也是提高分析水平的必然要求。
筆者認為，有限元分析中概念思維能力的培養(yǎng)和提升，可以從以下三個方面著手。
圖片來自網(wǎng)絡(luò)
一、用概念來指導(dǎo)建模過程，做到有理有據(jù)
有限元分析求解的問題本身都是力學(xué)問題，這是力學(xué)原理和概念可以為仿真計算提供指導(dǎo)的根本前提
。有限元分析的過程，就是用數(shù)值計算程序來求解性質(zhì)和邊界條件都明確的力學(xué)問題，比如：結(jié)構(gòu)力學(xué)的桁架、剛架，彈性力學(xué)平面問題、空間問題等。因此在分析之前，必須將問題的求解域和邊界條件明確下來。
1、首先，要根據(jù)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受力特點選用分析單元類型，
確
定單元類型的依據(jù)，就是材料力學(xué)和彈性理論的基本概念。
采用實體單元、板
殼單元、梁（桿）單元還是較為抽象的彈簧單元、連接單元等，都需要做到概念明確。
比如：
雙肢剪力墻結(jié)構(gòu)的連梁，應(yīng)按其跨高比來確定采用殼單元還是梁單元來模擬，而不是
不分場合都采用梁單元。
為減少單元數(shù)，有的情況下可以用梁、殼單元來代替部分實體結(jié)構(gòu)，這時就涉及到實體與梁、殼的連接問題，由于實體單元的節(jié)點沒有轉(zhuǎn)動自由度，因此在模型處理時，應(yīng)基于連接部位位移協(xié)調(diào)原則建立約束方程，這同樣是基于材料力學(xué)的基本概念。
展開 提升有限元分析核心能力，這三類概念思維不可或缺
導(dǎo)讀：
近年來，隨著仿真分析軟件的大量普及，很多原先沒有做過計算的普通設(shè)計崗位人員也或多或少地開始做一些仿真方面的工作。分析軟件方面，以ANSYS Workbench為例，軟件的界面操作難度和應(yīng)用門檻也在不斷地降低。但是另一方面，有限元分析畢竟不是一項容易的工作，僅僅會操作軟件，還不足以勝任各類結(jié)構(gòu)分析任務(wù)。
初級分析用戶除了掌握必要的軟件操作技術(shù)之外，還需要在實踐中培養(yǎng)和提升仿真分析的概念思維能力，這既是完成一般性分析任務(wù)的客觀需要，也是提高分析水平的必然要求。筆者認為，有限元分析中概念思維能力的培養(yǎng)和提升，可以從以下三個方面著手。
用概念來指導(dǎo)建模過程
做到有理有據(jù)
有限元分析求解的問題本身都是力學(xué)問題，這是力學(xué)原理和概念可以為仿真計算提供指導(dǎo)的根本前提。有限元分析的過程，就是用數(shù)值計算程序來求解性質(zhì)和邊界條件都明確的力學(xué)問題，比如：結(jié)構(gòu)力學(xué)的桁架、剛架，彈性力學(xué)平面問題、空間問題等。因此在分析之前，必須將問題的求解域和邊界條件明確下來。
(1) 根據(jù)受力特點選用分析單元
首先，要根據(jù)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受力特點選用分析單元類型，確定單元類型的依據(jù)，就是材料力學(xué)和彈性理論的基本概念。采用實體單元、板殼單元、梁（桿）單元還是較為抽象的彈簧單元、連接單元等，都需要做到概念明確。比如：雙肢剪力墻結(jié)構(gòu)的連梁，應(yīng)按其跨高比來確定采用殼單元還是梁單元來模擬，而不是不分場合都采用梁單元。
展開 【100元京東卡限量送】挑戰(zhàn)15天逆襲CFD中級工程師！
</p><p class="ql-align-justify"><br></p><p class="ql-align-justify">本課程學(xué)完，首先可以在<strong>軟件操作方面可以成長為中級流體仿真工程師水平</strong>！其次是可以在<strong>思辨能力方面可以養(yǎng)成正確解決仿真問題的思維模式</strong>！</p><p class="ql-align-justify"><br></p><p><strong>體系化授課，從案例實操出發(fā)，輔以文檔補漏，真正掌握PDCA學(xué)習(xí)法，真正實現(xiàn)“授人以魚不如授人以漁”</strong>，教你真正會仿真，<strong>真正達到高級流體仿真工程師水平！</strong>拒絕為了仿真而仿真～</p><p class="ql-align-center"><br></p><p>同時，我們還配備了<strong>名師答疑群</strong>，和不定期的<strong>名師復(fù)盤/答疑/職業(yè)規(guī)劃直播</strong>，在學(xué)習(xí)的過程中如果遇到任何問題，都可以及時得到完美解決，還可以跟名師0距離交流行業(yè)資訊，<strong>拒絕問題拖延、拒絕學(xué)習(xí)拖延、拒絕訊息拖延！
展開 【JY】淺談有限元分析中的力學(xué)與工程思維
對有限元計算中的工程思維這個主題寫點東西，拿到題目后突然意識到這個“命題作文”比較難寫。
一方面，有限元分析應(yīng)用面很廣，涉及行業(yè)眾多，各行業(yè)關(guān)注的具體問題包羅萬象；另一方面，從事計算工作的人當中，有資深的計算分析專家，也有日常從事產(chǎn)品性能驗證的工程師，還有入行不久想了解和學(xué)習(xí)仿真技術(shù)的，當然還有更多對仿真分析感興趣的、還未走向工作崗位的在校研究生和本科生同學(xué)。
思之再三，我覺得還是從學(xué)習(xí)和應(yīng)用有限元分析技術(shù)的“初心”再出發(fā)，圍繞仿真分析的工程思維這個主題，跟各位探討如下的三個問題，即：怎么看有限元仿真？怎么學(xué)有限元仿真？怎么做有限元仿真？
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一、怎么看有限元分析
理工科專業(yè)的朋友大多對有限元技術(shù)有所了解，但是真正日常在用并能夠用好這一技術(shù)的人卻不多。在大家眼中的有限元技術(shù)到底是什么？能解決什么問題或起到什么樣的作用？這個問題似乎也是眾說紛紜，沒有統(tǒng)一的意見。比如說企業(yè)里的朋友：
有人認為有限元仿真技術(shù)是不可或缺的產(chǎn)品研發(fā)手段；
有人則認為，有限元技術(shù)對人員的要求過高，并不是所有企業(yè)都能夠掌握；
也有人認為，在目前制造業(yè)利潤率很低的大背景下，企業(yè)不具備搞好仿真的內(nèi)在環(huán)境和條件。
還有人認為，實際工程問題十分復(fù)雜，有限元分析無法有效考慮實際情況，計算結(jié)果的可信度不高，與指導(dǎo)工程設(shè)計有一定距離；
甚至有人認為，仿真分析是錦上添花，就是一種可有可無的“裝飾”。
那么，到底應(yīng)當如何正確看待有限元技術(shù)的作用呢？
有限元技術(shù)在很多企業(yè)的成功應(yīng)用，有效地提升了企業(yè)的產(chǎn)品性能和研發(fā)能力，由此可見有限元技術(shù)肯定是有用的。另一方面，有限元分析對人的要求是比較高的，其能夠發(fā)揮作用的前提是要能夠應(yīng)用得當。
展開 特約專欄 | 仿真大眾化之路
主要功能包括：
晶格分析 － 混合固體和晶格優(yōu)化結(jié)果的結(jié)構(gòu)模擬；
Lattice JawRender － 在假肢上的混合固體和晶格優(yōu)化；
運動 － 用于負載生成的復(fù)雜機械系統(tǒng)的評估系統(tǒng)仿真；
Polynurbs － 通過自動優(yōu)化PolyNURBS CAD幾何圖形與生成式設(shè)計結(jié)果的擬合，創(chuàng)建最終的實體幾何圖形。
前端分析公司的總經(jīng)理胡安·貝茨說:“仿真大眾化過程中最困難的事實際上并不在技術(shù)，而是在文化層面。”在貝茨看來，只有當整個組織，從產(chǎn)品經(jīng)理到分析人員，到設(shè)計工程師，都支持對仿真的同樣思維轉(zhuǎn)變時，仿真大眾化才能成功。
這對于一家企業(yè)，或者一個團隊都是非常巨大的挑戰(zhàn)，當然，也不是說這就不可能成功。CAASE圓桌會議的參與者之一，GKN傳動系統(tǒng)北美的工程IT總監(jiān)格倫·瓦林能夠證明這一點。十多年來，他一直是仿真大眾化的支持者，并已在自己的公司成功地開始實施這一理念。
“當我第一次在NAFEMS(國際有限元工程師協(xié)會)會議上討論仿真大眾化時，人們看著我，好像在說，‘什么？你在說什么？你是瘋了嗎？’我始終堅持在討論這件事，因為我們正在這么做，我們已經(jīng)看到了它的好處，”瓦林說。
瓦林詳細闡述了他在嘗試仿真大眾化過程中提出的一些問題。
“當我們關(guān)注一個仿真工具時，我們首先評估它是否包含一套能自動化的提高分析師一致性和可重復(fù)性的過程。因為這可能就足夠了。就此止步。
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