大型有限元分析軟件的架構(gòu)設(shè)計(jì)及其核心框架的實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及計(jì)算科學(xué)的飛速發(fā)展，有限元分析技術(shù)因其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)而得到了極大地發(fā)展，相應(yīng)地有限元分析軟件普遍得以使用于科學(xué)研究以及企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)中。
　　 國(guó)內(nèi)從上個(gè)世紀(jì)70年代開始自行研發(fā)有限元分析軟件，上個(gè)世紀(jì)80年代開始引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的有限元分析軟件如 MSC/Nastran等，經(jīng)歷了一個(gè)國(guó)外軟件與國(guó)內(nèi)自行開發(fā)的軟件同時(shí)使用的階段，但自上個(gè)世紀(jì)90年代開始，隨著ANSYS以其低價(jià)和良好的技術(shù)支持和強(qiáng)大的市場(chǎng)擴(kuò)展能力迅速占領(lǐng)

2、國(guó)內(nèi)分析市場(chǎng)以及隨后的其他國(guó)外知名有限元分析軟件供應(yīng)商的跟進(jìn)，國(guó)外有限元分析軟件逐漸壟斷了國(guó)內(nèi)分析市場(chǎng)。ANSYS等國(guó)外廠商在壟斷了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)后便抬高價(jià)格，這無(wú)疑給國(guó)內(nèi)大量中小制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)設(shè)計(jì)到現(xiàn)代設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)型帶來(lái)了巨大的困難。
　　 另一方面，商業(yè)軟件廠商出于對(duì)利潤(rùn)的無(wú)止境的追求和市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)壓力，必然無(wú)暇顧及科學(xué)研究的個(gè)性化的特殊需求。
　　 本論文針對(duì)上述這種來(lái)源于工程實(shí)踐和科學(xué)研究?jī)蓚€(gè)方面的需要：
　　

3、1）通過(guò)問卷調(diào)查和訪談的形式調(diào)查了工程實(shí)踐領(lǐng)域的工程師以及科學(xué)研究的有限元分析軟件用戶對(duì)大型有限元分析軟件的需求，并以此為依據(jù)進(jìn)行了需求分析；
　　 2）回顧了多物理場(chǎng)問題的基本理論，并據(jù)此分析了大型有限元分析軟件的數(shù)據(jù)以及算法；結(jié)合具體情況以及存在大量可資借鑒甚至可重用的有限元類庫(kù)以及求解器代碼，采取基于構(gòu)件的面向?qū)ο箝_發(fā)方法，而生命周期模型則采用漸增式演進(jìn)開發(fā)模型，通過(guò)逆向工程手段分析一個(gè)典型的具有一定規(guī)模的現(xiàn)有面向?qū)ο笥邢?/p>

4、元分析程序 oofem的構(gòu)架，從而構(gòu)建出自己的基于矩陣類的具有較強(qiáng)的二次開發(fā)功能的大型有限元分析軟件的構(gòu)架。
　　 本文得到了：
　　 1）一個(gè)基于矩陣的可擴(kuò)展的多場(chǎng)、多尺度大型有限元分析軟件的架構(gòu)。
　　 2）以矩陣類為核心的科學(xué)分析軟件的基類庫(kù)以及通用有限元分析軟件的初步框架；
　　 3）一個(gè)基于均勻場(chǎng)理論預(yù)測(cè)復(fù)合材料熱力學(xué)性能的一個(gè)兩尺度實(shí)現(xiàn)。
　　 本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：