CAE到底是什么?
CAE(Computer Aid Engineer,計(jì)算機(jī)輔助工程)。按中國(guó)話的語(yǔ)法習(xí)慣,“計(jì)算機(jī)輔助工程”是不太容易理解的,工程有什么好輔助的呢,這里可以換一種說(shuō)法:“計(jì)算機(jī)輔助工程計(jì)算”,是不是覺(jué)得好理解了些呢。將CAE理解為計(jì)算機(jī)輔助工程計(jì)算,以與計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)(CAD)相區(qū)分,以避免混淆。
又有人問(wèn)了:“工程計(jì)算指的是什么?工程上有什么需要計(jì)算的?設(shè)計(jì)完了不就OK了么?”
那么我要問(wèn)了:“設(shè)計(jì)的出來(lái)的各種數(shù)據(jù)是憑空想象出來(lái)的么?產(chǎn)品的長(zhǎng)寬高、材料的性能要求、加工裝配要求等等各種要求是拍腦袋得到的么?難道不需要計(jì)算?”。
因此在工程上,CAE所做的計(jì)算工作是用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的,是為產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)的。
在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的前期、中期及后期,都有可能會(huì)應(yīng)用到CAE。在前期,CAE主要用于概念設(shè)計(jì);在中期,CAE主要用于優(yōu)化設(shè)計(jì);在后期,CAE主要用于性能校核。CAE的位置越靠前,對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)越有利。很不幸的是,目前我們國(guó)家CAE的應(yīng)用大部分用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)末期,上述用得好的企業(yè)可能用于中期。
總結(jié):CAE是一種利用計(jì)算機(jī)解決工程設(shè)計(jì)中的計(jì)算問(wèn)題,并利用計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)的方法及手段。
有限元只是一種數(shù)學(xué)方法,其全稱(chēng)是“有限單元法”,是一種求解偏微分方程的數(shù)值方法。其實(shí)此類(lèi)的方法很多,除了有限元法外,還有諸如有限體積法、邊界元法、譜方法等等,多達(dá)N種,數(shù)都數(shù)不清。就拿有限元應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算領(lǐng)域來(lái)講,實(shí)際上可以計(jì)算結(jié)構(gòu)應(yīng)力的數(shù)學(xué)方法很多,有限體積法和邊界元法都能做這事兒,而且最近鬧得比較火的無(wú)網(wǎng)格法、格子-波茲曼方法也可以解決這類(lèi)問(wèn)題。實(shí)際上結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算就那么個(gè)偏微分方程,不管用什么方法,目的都是為了求解那個(gè)方程而已。
之所以很多人將CAE誤認(rèn)為是有限元,分析原因可能在于:
目前CAE的一大塊應(yīng)用領(lǐng)域在于結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算,而目前結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算的主流方法是有限元法。
總結(jié):CAE是一種工程技術(shù)手段,而有限元只是CAE所使用的眾多數(shù)學(xué)方法中的其中一種數(shù)學(xué)方法。