有限元模擬的軟體對比和發展趨勢分析？

01-05

有限元軟體浩如煙海，abaqus，ansys，nastran，femape這些有限元軟體各自的優勢在哪裡？發展趨勢如何？工程上主要應用的是什麼軟體？

我猜題主應該是個新人，所以簡單地寫幾句吧，僅供參考。

CAE分析是個很大的領域，有限元所能解決的工程問題也是林林總總，固體力學、流體力學CFD、聲學等等。即使再做一下限制，僅考慮固體力學的範疇，也包含靜力分析、動力分析、疲勞分析等等，從求解演算法上看又有顯式求解、隱式求解，以及一些特殊的方法（如弧長法等等）。

泛泛地說，現在有限元的那幾家大公司之間的軟體並沒有明顯的差異，幾乎不存在所謂的「XX問題ansys能做但abaqus不能做」這種現象。根據我的經驗，最重要但還是力學基礎，軟體真的是最最簡單的事情。懂力學的人能夠操作軟體，讓軟體為你服務；不懂力學的人只能被軟體玩弄，rubbish in rubbish out。在熟悉了一款通用有限元分析軟體之後，一般來說只需要極短的時間就可以上手另外一款通用有限元分析軟體。

當然，目前主流的那幾款有限元軟體確實是各有各的特色：

（1）ANSYS進入中國比較早，在高校內的普及率極高，有大量的研究生用戶。ANSYS號稱「結構CAE分析的航母」，其最大的特點就是將一大堆軟體包含在ANSYS下，如LS-Dyna、Fluent、CFX等等吧。簡單地說，沒什麼問題是ANSYS幹不了的，但你得有足夠多的精力去熟悉各種ANSYS下的其他軟體。

（2）ABAQUS目前是在達索公司下面，達索把ABAQUS、FE-safe、TOSCA、isight等等一堆軟體打包成了一個simulia軟體包。ABAQUS強大的非線性分析收斂性是它最大的賣點，此外，極其友好的GUI界面、極其友好的help documentation系統、強大的基於Python語言的二次開發平台是我比較看好的賣點。早期的abaqus不具備CFD能力，最近幾年加入了cfd模塊，但這塊的能力還不是很強大。FE-safe是做疲勞分析的，TOSCA是做拓撲優化分析的，isight是做多學科優化的。

（3）除了上面兩家，另外比較出名的就是大名鼎鼎的nastran了。nastran早期依託於美國軍方支持，後來被分到了兩家：MSC nastran和NX nastran。在線性有限元分析部分，nastran是所有有限元軟體的benchmark標準。但nastran這幾年貌似後勁不足，我對nastran的印象停留在它極其爛的前後處理界面上，無論是MSC家族的patran還是NX家族的FEMAP都是爛得讓人心碎。

（4）既然說到了MSC家族，就順便提一下也很有名氣的altair家族。altrai家族最出名的是Hypermesh這款有限元前處理軟體，可以說，hypermesh是最強大的有限元前處理軟體，沒有之一。Hypermesh能夠深入到最底層去操作每一個節點的位置，能夠編輯幾何，能夠對複雜幾何進行高效率的六面體網格劃分，等等。altair下的optistruct是非常有名的拓撲優化軟體。

（5）題主問題裡面沒提到的一款軟體adina我也得提幾句。這軟體出自於有限元名家K.J. Bath之手，無論是計算固體力學還是計算流體力學部分都是非常優秀的，但這軟體毀就毀在它超爛的GUI界面，當所有的有限元軟體的GUI都已經進入到WIN 10風格時，adina還停留到XP風格上，一層又一層的菜單欄，粗陋的圖形界面顯示，等等。

———-待補充吧——2017.12.3—————-

周圍的人用啥就用啥

經過長時間大量經常各種檢驗的軟體不一定是最強大的但是一定是適合絕大多數情況的

全世界大部分人的選擇不會犯原則性錯誤

另外

著名軟體資料多會的人多學起來難度相對低一點

除非你做的東西屬於那種全世界top 5%的人需要解決的問題

否則沒必要去用一個很小眾的軟體

個人從ansys classic到workbench再到abaqus。確實如果精通一個有限元軟體那其餘上手都很快。

在我看來力學是基礎，不然你不能理解各種演算法說的是什麼東西，不會理解後處理中各個變數的含義等等吧，但軟體操作也挺重要，熟練的軟體操作加命令流或者Python可以簡化很多時間。

另外ansys classic在海洋工程結構分析中，主要是板梁結構用的多，abaqus水下設備用的多。當然土木隧道方面abaqus更占統治地位。

講真說，如果你讀研讀博，最好是周圍人也好，教研室實驗室也好，團隊的人在用什麼你盡量就用什麼，不要太落單~這幾種工程軟體講真說功能上的差別給你帶來的影響比不上和團隊工作內容契合度差別的影響。而且這幾種軟體自己上手學其實真心都不容易，還是大家一起好好玩耍比較合適

工程上都在用上述軟體，但問題是標準化的軟體不提供演算法修改的、活著介面靈活性差。

還是用開源的吧，提供基本的有限元和並行代數計算介面，不只是力學方程，幾乎各種類型的方程都可以處理。演算法自己設計，有樣例，有論壇。deal.ii、fenics之類的，還提供間斷有限元部分。但開源的庫也不是沒有代價，更底層的部分，比如用什麼類型的多項式擬合，這部分很難改，如果能改估計也夠再做一個平台了。