内核技术支撑CAE成为驱动产品创新引擎

————访MSC公司大中华区技术总监姜元庆

MSC，信息技术产业界为数不多的即将走过半个世纪的“科学家”公司，在进入21世纪之初即倡导和开发了“多学科分析”系统平台。面向未来，CAE工程分析领域新的技术走势如何，面对应用端的客户需求、应对云计算等新兴技术，工程分析领域的平台化系统又应具有怎样的特性才能达成用户产品创新的深度满足?近日，ENI经济和信息化传媒总编采访了MSC公司大中华区技术总监姜元庆。

姜元庆概括阐述了多学科CAE分析技术现状及发展趋势：“公共数模”多学科内核技术、OPENFSI技术、多学科优化及其集成应用环境与模板技术等，构成了多学科CAE分析;而多学科集成应用环境、仿真流程的规范化及自动化技术、仿真数据的管理及协同技术等，是当前及未来几年CAE发展走势。他进一步指出：未来的云计算技术，并行应用必将扩展到成千上万个处理器上，这将是对并行计算技术开发的巨大挑战。

与此同时，姜元庆分析并认为，在工业界需求的牵引和软件、硬件技术发展的推动下，CAE已经渗透到制造业产品研发的各个环节，由辅助的验证工具转变为驱动产品创新的引擎。

多学科CAE分析：基于“公共数模”内核

江彦：从技术层面，MSC倡导和开发了“多学科分析”系统平台。请问，“多学科分析”最主要的技术和实现功能有哪些?用户端有怎样的应用需求?

姜元庆：多学科CAE分析必须解决模型建立、算法集成以及多学科联合方法等问题，同时，一个有效的设计需要由多重因素和多学科进行解释，很少有结构只需要符合单一学科的设计标准。由此，MSC公司自2001年起就对多学科应用CAE技术进行深入研究。

多学科CAE分析最主要由七大类的技术和功能构成。

第一，基于“公共数模”的多学科内核技术。

目前用于工程分析的CAE软件很多，无论是结构，流体，噪声，电磁，还是多体动力学和控制方面，都有相应的分析软件，由于各自平台的差异，需要分散建立各学科的CAE模型。长期以来，局限于现有的前后处理器、计算力量和自动运行能力，CAE分析专家要通过许多离散的分析步骤来手工模拟仿真学科之间的复杂交互作用。即便是对于某一学科的多步分析，也相当耗费时间。更何况对于多学科分析，需要通过处理大量的分析数据来确定如何将结果从一个学科传递到另外一个学科，这必然非常枯燥，同时也会带来人为的错误、降低模拟精度，而且这个过程也是没有可重复性。MSC公司联合全球知名航空航天、汽车企业，通过对多学科应用CAE技术进行深入研究，提出了“公共数模”这一创新概念，即将CAE领域不同学科采用的线性非线性、单元库、载荷描述、材料模式、隐式、显式算法及多体动力学分析乃至CFD分析所涉及的数据或算法进行有效统一和归纳，使CAE分析过程中能无缝调用同样数据。如目前已经被市场广大用户所接收与验证的MD Nastran软件即采用了多学科求解内核技术，借助于该技术，相比将多个独立的仿真工具捆绑在一起分析的方法，MD Nastran可以减少50%的仿真时间，这是因为MD Nastran在原有的MSC Nastran基础上，将多个学科为代表的软件工具如非线性领域领先的MSC Marc、显式非线性领域领先的Dytran/LS-Dyna及噪声分析领域领先的Actran进行全新内核整合，并开发了一系列可用于多学科应用的分析类型和功能。

MSC大中华区技术总监姜元庆

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