亟待发展的虚拟工程

《亟待发展的虚拟工程》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、亟待发展的虚拟工程

2、第1lunulationinEngineering)，其它国家近年来也成立了类似的学术组织。仅以有限元分析软件为例，国际上先进的大型通用有限元计算分析软件已经商品化，特别是它的非线性力学(几何、材料、接触)分析功能，受到世界上许多著名公司、企业、大学和研究部门的青睐，在北美、欧洲和亚洲许多国家的机械、化工、土木、水利、材料、航空、船舶、冶金、汽车、电气工业设计等领域中得到了广泛的应用。这些软件已经进入了中国市场。尽管我们的应用水平并不落后，但是在软件开发水平方面，我们还落后于发达国家。就虚拟工程技术的工业化应用而言，西方发达国家已经将CAE仿真分析作为产品设计与制造

3、流程中不可逾越的工艺规范加以实施，而我国的工业企业界还处于对CAE技术的初步认同和浅显的应用阶段。虚拟工程与科学是工业界的需要。加入世界关贸组织之后，中国的产品已经没有本国政府的保护，必须与国际接轨。工业界能够作出迅速反应的招投标方案、缩短工程设计周期、研制虚拟型号、优化产品结构、节省实验成本、以及保证产品质量等诸多方面，应用CAD、CAE和CAM技术是适应国际竞争环境的最好的选择，这一点已经得到国际工业界的共识。从知名软件公司每年的中国用户会议的到会人数多达数百人的规模来看，大大超过了一般的行业和专业学会举办的学术会议的人数，反映出工业界对计算机软件的需求和对虚拟工程分析技术的重视。

4、虚拟工程与科学是科技界的需要。以固体力学为例，从二十世纪30~40年代Timoshenko与Southwell等只能解少数简单的实际问题，发展到今天可以解决工程实际中大量的复杂的非线性问题，以及进行宏观、微观和纳观跨尺度的科学研究，除了计算机技术的迅猛发展以外，更要靠功能强大的计算机数值仿真计算软件。半个世纪以来的历史表明，不仅力学学科的工程应用需要计算，而且力学本身的发展也需要有效的计算技术和功能强大的计算软件。许多对力学学科作出的重要贡献充分说明了这一点。不但许多大型工程项目就是依赖软件分析模拟确定实施方案的，而且许多高水平的学术论文也都声明所用的是某某著名的软件。这些软件解决非线

5、性问题(几何、材料和接触)的能力和效率，在国际学术界中已达成了共识。因此，科学研究需要高水平的计算软件。工程计算软件的发展是与科学研究和工程实际紧密结合的，前者不断提高软件的质量，发展和丰富软件的内容，使科学研究达到更高的水平；后者不断取得经济效益，使困难的分析简单化，复杂的过程层次化，定性的估计定量化，节省了大量的时间以避免低水平重复的工作，使工程分析和优化设计更快和更好。工程分析软件是商品，也是沟通理论分析与工程实际的桥梁；科学和技术是直接的生产力，反映了力学数值计算的最新研究成果。这类软件的开发与应用对科学工提出了更高的要求和挑战。发展虚拟工程与科学需要发展民族软件工业。计算机软

6、件是高技术和高附加值的商品，目前的国际市场为美国等发达国家的软件公司所垄断。仅以有限元计算分析软件为例，以每年不低于10％的速度递增。相比之下，我们自己民族的软件工业非常弱小，发展较好的软件如建筑结构分析设计软件年市场份额仅能够达到2百万美元，其原因是建筑业受到我国结构设计规范的保护。如果国外软件引入中国规范，其强大的前后处理界面和分析功能，必然冲击民族软件那弱小的嫩芽。还有一些民族软件业尚在襁褓中挣扎，在市场中奋力拼搏，期待着学术界和工业界的支持和保护。支持和保护并不意味着保护落后，只有坚持发展才是硬道理，而民族软件的发展必须有学术研究的氛围和工程应用的环境，开展虚拟工程与科学的研究

7、正是为了组织和营造这种学术氛围和工程环境，架起一座信息交流和学术提高的桥梁。早在1997年9月，钱学森院士已经预见到了虚拟工程与科学在未来世纪的重要性，他在为清华大学工程力学系建系四十周年的贺信中写道：“随着力学计算能力的提高，用力学理论解决设计问题成为主要途径，而试验手段成为次要的了。由此展望21世纪，力学加电子计算机将成为工程设计的主要手段，就连工程型号研制也只用电子计算机加形象显示。都是虚的，不是实的，所以称为“虚拟型号研制”（VirtualPrototyping）。最后就是实物生产了。”当人类刚刚迎来21世纪的曙光之时，我们几十名学者深感科教兴国的重任在肩，迎接全球科学和技术高

8、速发展的挑战，时不我待，故撰文汇集成虚拟工程与科学一书，以此推动我国计算机仿真工程与科学研究事业的发展。我们期待着与我国的青年科学家和工程技术专家们紧密合作，开创新世纪我国虚拟工程与科学研究的新局面，带动相关产业的大发展。