基于CAE的二次開發分類整理與歸納研究

楊 健

（武漢晴川學院，湖北 鄂州 430000）

基于CAE的二次開發分類整理與歸納研究

楊 健

（武漢晴川學院，湖北 鄂州 430000）

通用的CAE軟件具有強大的工程應用能力和廣泛的通用性，但同時也造成了軟件通用性不強的特點。針對這一不足，常用CAE軟件都提供了可擴展性平臺，方便用戶根據自身需要隨時進行定制開發。文章圍繞CAE軟件二次開發展開論述，詳細介紹了目前常用CAE軟件的二次開發方法和思路并舉例說明。

CAE；二次開發；分類整理

1 什么是二次開發

在現有的軟件上進行定制修改和功能擴展，然后方便地實現某一特定功能，都不會改變原有系統的內核。本文重點介紹CAE行業常用軟件的二次開發類型與方法。

二次開發常用思路與步驟：（1）開發語言；（2）仿真類型；（3）API；（4）SDK；（5）標準函數；（6）數據格式。

2 分類整理與歸納

常用CAE工具軟件集成開發實質是對工程師常用工具軟件進行有效整合的過程，整合后的系統更加方便工程師開展業務。

常用CAD軟件二次開發涉及最重要的兩個方面就是構建數據庫和圖形庫，這兩個重要的部分都有利于設計過程知識和經驗的積累與沉淀。

常用CAE軟件二次開發目前機械、航空航天和船舶等領域應用較為廣泛的仿真軟件大致分為流體軟件和結構軟件兩類，這兩類軟件一般都可以進行二次開發用以擴展軟件本身的功能和使用的方便性。

CAE軟件二次開發中常常涉及以下幾個方面：

（1）開發語言。首先確定該CAE軟件是否具有可擴展性，是否支持可擴展的二次開發；其次，不同的CAE軟件有各自相應的開發語言。

（2）開發方式。開發方式有兩種：一種是直接在軟件內部開發，另一種是有命令流一樣的腳本產生。

（3）模板定制。對某一特定類型的仿真計算制定一個具體的操作過程和規范，用來固化某種仿真經驗同時降低軟件應用門檻、簡化使用方法。

綜合設計系統—模板最終歸宿：企業信息化過程中涉及管理企業發展過程中積累的知識和經驗，CAE軟件的二次開發需要建設綜合設計系統統一管理各種工具軟件和仿真模板。綜合設計系統包括3個部分：（1）工作流（Workflow）。解決多人之間的協同工作，提供任務分解與分派、業務關系定義、流程管理、數據協同、資源的調度和調配等技術。（2）工具流（SimFlow）。實現學科之間的工具協同，解決多學科應用集成和多學科優化。（3）步驟（Steps）。對應于單一設計/仿真工具，面向設計/仿真工具內部的工作步驟。

3 典型案例展示

下面的案例完整地展示了工具集成與二次開發的整個過程，本文給出了具體的演示步驟，給讀者清晰的開發思路與具體的用戶體驗。Fluent二次開發案例演示如下。

第一步：啟動Fluent軟件。

第二步：加載內流場仿真模板。

第三步：設置模型設置用戶界面。導入模型網格，點擊“導入msh文件”按鈕，彈出“Select File”對話框，選擇需要導入的msh網格文件。網格縮放與選擇、求解器設置最后的結果如圖1所示。

圖1 求解器設置最終結果

第四步：設置流場計算模型用戶界面。打開流場計算模型用戶界面、打開能量方程，勾選能量方程、選擇湍流模型最后的結果如圖2所示。

圖2 選擇湍流模型結果

第五步：設置添加材料屬性用戶界面。打開添加材料屬性用戶界面、設置流體（air）材料屬性。

第六步：設置域定義用戶界面。打開定義域用戶界面、設置域材料屬性、設置環境壓力值最后的結果如圖3所示。

第七步：定義模型邊界條件。打開定義域用戶界面、定義入口邊界條件、定義出口邊界條件、定義壁面邊界條件、定義耦合邊界條件。

第八步：求解設置。打開求解設置用戶界面、欠松弛因子控制、點監控器設置、初始化設置、求解設置最后的結果如圖4所示。

第九步：查看后處理結果。查看云圖設置查看壓力范圍值、查看矢量圖設置查看速度范圍值、查看流線圖設置壓力上下限值、查看Xyplot設置坐標顯示方式。

圖3 定義域用戶界面相關設置結果

圖4 求解設置用戶界面、欠松弛因子控制、點監控器設置、初始化設置、求解設置結果

[1]周敏，鄧學雄，陳君梅.UG二次開發技術及其應用[J].圖學學報，2005（5）：42-44.

[2]秦闖，劉戰強，葉洪濤.基于UG二次開發技術的CAD/CAE/CAM軟件集成方法研究[J].機床與液壓，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

楊健（1982— ），男，湖北鄂州，碩士，講師；研究方向：計算機軟件與理論。