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

1、隨著計算機技術(shù)以及計算科學的飛速發(fā)展，有限元分析技術(shù)因其獨有的優(yōu)勢而得到了極大地發(fā)展，相應(yīng)地有限元分析軟件普遍得以使用于科學研究以及企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)中。
　　 國內(nèi)從上個世紀70年代開始自行研發(fā)有限元分析軟件，上個世紀80年代開始引進國外先進的有限元分析軟件如 MSC/Nastran等，經(jīng)歷了一個國外軟件與國內(nèi)自行開發(fā)的軟件同時使用的階段，但自上個世紀90年代開始，隨著ANSYS以其低價和良好的技術(shù)支持和強大的市場擴展能力迅速占領(lǐng)

2、國內(nèi)分析市場以及隨后的其他國外知名有限元分析軟件供應(yīng)商的跟進，國外有限元分析軟件逐漸壟斷了國內(nèi)分析市場。ANSYS等國外廠商在壟斷了國內(nèi)市場后便抬高價格，這無疑給國內(nèi)大量中小制造企業(yè)實現(xiàn)從傳統(tǒng)設(shè)計到現(xiàn)代設(shè)計的轉(zhuǎn)型帶來了巨大的困難。
　　 另一方面，商業(yè)軟件廠商出于對利潤的無止境的追求和市場的競爭壓力，必然無暇顧及科學研究的個性化的特殊需求。
　　 本論文針對上述這種來源于工程實踐和科學研究兩個方面的需要：
　　

3、1）通過問卷調(diào)查和訪談的形式調(diào)查了工程實踐領(lǐng)域的工程師以及科學研究的有限元分析軟件用戶對大型有限元分析軟件的需求，并以此為依據(jù)進行了需求分析；
　　 2）回顧了多物理場問題的基本理論，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開發(fā)模型，通過逆向工程手段分析一個典型的具有一定規(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）一個基于矩陣的可擴展的多場、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分析軟件的基類庫以及通用有限元分析軟件的初步框架；
　　 3）一個基于均勻場理論預(yù)測復(fù)合材料熱力學性能的一個兩尺度實現(xiàn)。
　　 本文的創(chuàng)新點主要有以下幾點：