基于CAE的二次开发分类整理与归纳研究

杨 健

（武汉晴川学院，湖北 鄂州 430000）

基于CAE的二次开发分类整理与归纳研究

杨 健

（武汉晴川学院，湖北 鄂州 430000）

通用的CAE软件具有强大的工程应用能力和广泛的通用性，但同时也造成了软件通用性不强的特点。针对这一不足，常用CAE软件都提供了可扩展性平台，方便用户根据自身需要随时进行定制开发。文章围绕CAE软件二次开发展开论述，详细介绍了目前常用CAE软件的二次开发方法和思路并举例说明。

CAE；二次开发；分类整理

1 什么是二次开发

在现有的软件上进行定制修改和功能扩展，然后方便地实现某一特定功能，都不会改变原有系统的内核。本文重点介绍CAE行业常用软件的二次开发类型与方法。

二次开发常用思路与步骤：（1）开发语言；（2）仿真类型；（3）API；（4）SDK；（5）标准函数；（6）数据格式。

2 分类整理与归纳

常用CAE工具软件集成开发实质是对工程师常用工具软件进行有效整合的过程，整合后的系统更加方便工程师开展业务。

常用CAD软件二次开发涉及最重要的两个方面就是构建数据库和图形库，这两个重要的部分都有利于设计过程知识和经验的积累与沉淀。

常用CAE软件二次开发目前机械、航空航天和船舶等领域应用较为广泛的仿真软件大致分为流体软件和结构软件两类，这两类软件一般都可以进行二次开发用以扩展软件本身的功能和使用的方便性。

CAE软件二次开发中常常涉及以下几个方面：

（1）开发语言。首先确定该CAE软件是否具有可扩展性，是否支持可扩展的二次开发；其次，不同的CAE软件有各自相应的开发语言。

（2）开发方式。开发方式有两种：一种是直接在软件内部开发，另一种是有命令流一样的脚本产生。

（3）模板定制。对某一特定类型的仿真计算制定一个具体的操作过程和规范，用来固化某种仿真经验同时降低软件应用门槛、简化使用方法。

综合设计系统—模板最终归宿：企业信息化过程中涉及管理企业发展过程中积累的知识和经验，CAE软件的二次开发需要建设综合设计系统统一管理各种工具软件和仿真模板。综合设计系统包括3个部分：（1）工作流（Workflow）。解决多人之间的协同工作，提供任务分解与分派、业务关系定义、流程管理、数据协同、资源的调度和调配等技术。（2）工具流（SimFlow）。实现学科之间的工具协同，解决多学科应用集成和多学科优化。（3）步骤（Steps）。对应于单一设计/仿真工具，面向设计/仿真工具内部的工作步骤。

3 典型案例展示

下面的案例完整地展示了工具集成与二次开发的整个过程，本文给出了具体的演示步骤，给读者清晰的开发思路与具体的用户体验。Fluent二次开发案例演示如下。

第一步：启动Fluent软件。

第二步：加载内流场仿真模板。

第三步：设置模型设置用户界面。导入模型网格，点击“导入msh文件”按钮，弹出“Select File”对话框，选择需要导入的msh网格文件。网格缩放与选择、求解器设置最后的结果如图1所示。

图1 求解器设置最终结果

第四步：设置流场计算模型用户界面。打开流场计算模型用户界面、打开能量方程，勾选能量方程、选择湍流模型最后的结果如图2所示。

图2 选择湍流模型结果

第五步：设置添加材料属性用户界面。打开添加材料属性用户界面、设置流体（air）材料属性。

第六步：设置域定义用户界面。打开定义域用户界面、设置域材料属性、设置环境压力值最后的结果如图3所示。

第七步：定义模型边界条件。打开定义域用户界面、定义入口边界条件、定义出口边界条件、定义壁面边界条件、定义耦合边界条件。

第八步：求解设置。打开求解设置用户界面、欠松弛因子控制、点监控器设置、初始化设置、求解设置最后的结果如图4所示。

第九步：查看后处理结果。查看云图设置查看压力范围值、查看矢量图设置查看速度范围值、查看流线图设置压力上下限值、查看Xyplot设置坐标显示方式。

图3 定义域用户界面相关设置结果

图4 求解设置用户界面、欠松弛因子控制、点监控器设置、初始化设置、求解设置结果

[1]周敏，邓学雄，陈君梅.UG二次开发技术及其应用[J].图学学报，2005（5）：42-44.

[2]秦闯，刘战强，叶洪涛.基于UG二次开发技术的CAD/CAE/CAM软件集成方法研究[J].机床与液压，2015（9）：141-144.

Research on the classification and classification of the two development based on CAE

Yang Jian
（Wuhan Qingchuan College, E’zhou 430000, China）

General CAE software has strong application ability and wide versatility, but also caused by the characteristics of the software are not universal, to solve this problem, the commonly used CAE software provides a scalable platform to facilitate user customization development at any time according to their own needs. This paper focuses on the two development of CAE software, and introduces the two development methods and ideas of the commonly used CAE software in detail.

CAE; two development; classification

杨健（1982— ），男，湖北鄂州，硕士，讲师；研究方向：计算机软件与理论。