e-works 王阳

6月9日，ANSYS12.0新品发布会在北京举行。历经多年的发展，ANSYS在产品仿真领域得到了广泛的应用，12.0版本的问世，不仅在计算速度上有所改进，在软件几何处理、网格划分、后处理等方面有诸多提升。借此机会，笔者采访到从美国远道而来的ANSYS公司核心研发人员朱永谊博士、ANSYS日本公司技术部总经理王晓博士和ANSYS长期友好合作伙伴安世亚太公司仿真事业部总经理雷先华先生，与三位就ANSYS12.0的特点、优势以及CAE的发展趋势等话题进行了交流。

朱永谊：Technical Fellow,ANSYS Inc.

1992年12月毕业于比利时列日大学，获计算力学博士学位。在非线性计算力学领域拥有长达14年丰富的开发经验，是ANSYS公司该领域的主要研究人员之一。作为ANSYS公司的技术专员和团队领袖，朱博士负责接触力学、非线性瞬态动力学、多体动力学、预紧单元和点焊建模领域的有限元开发。他在新一代接触分析技术上所取得的成果受到业界广泛好评。

记者：朱博士作为ANSYS公司的核心研发人员，对ANSYS 12.0的改进最有发言权。ANSYS 12.0改进的功能以及有哪些亮点？

朱永谊：总的来说，ANSYS12.0的改进体现在计算速度、软件功能和多学科仿真等方面。
首先，ANSYS12.0在计算速度上得到了很大改进，其次增强了软件的几何处理、网格划分和后处理等能力。而且，它还将创新的、耳目一新的仿真技术引入各主要物理学科。这些改进代表了仿真驱动产品的发展道路又向前迈出了一步。

ANSYS12.0中最大的亮点就是Workbench2.0的推出，作为一个框架式平台，Workbench通过整合现有的应用，将仿真过程结合在一起。许多新增功能及工具整合到ANSYS Workbench平台中，以缩短整体求解时间。另外，在单元、材料、接触、求解性能、线性动力学、刚体动力学及柔体动力学上也集中进行了改进。

在Workbench项目页做了较大调整的提前下，它的核心应用程序及操作界面并无大的改变，首次引入了项目视图的概念，而且将复杂的多物理场分析问题通过系统间的连接实现相关性，实现了在一个平台下方便地解决耦合场计算问题，这是ANSYS 12.0中最大的亮点。

王晓 博士：General Manager of Technical Division,ANSYS Japan

国防科学技术大学机械工程学士，西北工业大学硕士，名古屋大学博士。曾在两所日本国立大学任助理教授和副教授。王博士于28年前开始CFD领域研究，一直从事固体推进剂火箭中不稳定状态流动的仿真。1999年，成为ANSYS公司一员，目前任ANSYS日本公司技术部总经理。2003至2005年间，曾任FLUENT中国总经理，成立FLUENT中国办事处。

记者： ANSYS 12.0有哪些革命性的变化？

王晓：作为软件来说，并不是每个版本都会产生许多的革命性变化，版本的更新更多的是从效率上、适用性上得到改善，为用户带来价值。

如果要概括ANSYS12.0的革命性变化，那就是在CFD领域。譬如基于Workbench平台对FLUENT的整合，从流体技术的视角来看，这就是一场革命。

ANSYS12.0将流体产品完全整合进入ANSYS Workbench环境，以在该环境下进行仿真工作流程的管理。用户可以采用ANSYS CFX或ANSYS FLUENT软件来创建、连接、重复使用仿真模型以便进行自动参数化分析，然后无缝进行多物理场仿真。

在此基础上，界面更容易理解、更容易操作，颠覆了以前版本多种参数变化之后运算复杂的特点。比如：在ANSYS12.0以前的版本中做管道的流动仿真，计算完之后如果将管径改变一个数值，就得从头再来，从新划分网格、做计算、做后处理。在ANSYS workbench中，通过选择一个“Update”键，就可以自动完成全部的重新计算过程，避免重复的工作，节省大量时间。

记者：在今天的演讲中，朱博士侧重结构领域，王博士侧重流体领域，尽管侧重点不同，但都传达了一个“融合”的理念。CFX与FLUENT的融合，ANSOFT得到的电磁仿真结果应用到ANSYS的热和结构分析中，并且都整合到Workbench的仿真平台中，那么，这是否意味着将来的CAE技术在朝着“集大成”的方向发展？

王晓：的确如此，ANSYS公司在上世纪90年代大概只有100多名开发人员，它的发展历程就是一个软件“融合”的过程。随着计算机技术的发展，ANSYS也从单部件到多部件、单物理场到多物理场、从单元技术到系统级的技术进行发展，在一定程度上ANSYS很早就预见到这个方向，所以也有着后来收购的CDI、FLUENT、ANSOFT等。

尽管ANSYS做了很多“融合”，但并不是孤立的，现在的Workbench就是一个共用、整合的平台，不同的物理现象、不同的模拟分析都可以共享一个平台、共享平台下的数据、前后处理的结果。

当然，从“融合”的表象还可以揭示出更深层次的内涵：ANSYS的不断发展就是满足各个层次客户的各种各样的需求，实际上是给不同的客户提供更方便的、功能更全的工具，以帮助产品的开发。

记者：非线性分析领域的技术发展趋势有哪些？在ANSYS 12. 0中有哪些体现？

朱永谊：非线性分析领域的发展趋势其实是和CAE技术的发展趋势相吻合的。最大的趋势表现在多物理场的耦合，其次是并行处理，原来只研究单零部件，现在要完成多零部件的分析。

而ANSYS 12.0在非线性领域的特点和优势主要表现在：

• 可以求解不同的物理场的耦合关系。因为传统的ANSYS以结构分析擅长，结合ANSOFT，可以进行热力结构和电磁场的耦合分析；结合FLUENT，可以进行流固耦合领域的仿真模拟开发。最关键是的，现在几种类型软件的研发人员，可以一起交流开发经验，为ANSYS的整体提升创造了更好的条件。
  
• 实用性。ANSYS 12.0在非线性领域的优势也表现在实用性上。增强了解决复杂计算的能力，在数千万、几亿个自由度数量级的问题上得到了改善。另外，在前后处理、单元技术、求解技术等各个细节都有所加强。

雷先华：安世亚太仿真事业部总经理

曾任安世亚太成都分公司技术经理、西部大区技术总监。负责所有仿真产品的市场开拓、销售支持及技术服务工作。

雷先华：从功能的角度来说，非线性功能最终的目的还是为用户解决问题，这是企业最为关注的。ANSYS有各种单元技术，以前是要一个一个选择的，比如在超弹性方面，要对相应的选项进行设置，现在是智能化的。比如以前复杂材料的参数很难获取，现在ANSYS 12.0版本中非线性参数的操作变得很容易，所以ANSYS是一个面向工程化的软件，注重的是为企业解决实际问题。

记者：近几年，CAE领域推出了很多“平台化”的概念，朝着越来越专业的方向发展，而另一方面又在强调软件的易用性，那么，请问“专业性”和“易用性”这两者是否矛盾？

朱永谊：从软件技术的实现角度来说，专业性和易用性并不矛盾。作为用户，一方面希望ANSYS越来越专，解决一些以前不能解决的问题；另一方面，又希望ANSYS使用起来越来越简单。

作为研发人员，我们在软件开发过程中会兼顾到这两方面。用微软的Office 2007类比，它的功能比Office 2003有了更多的增强，在用户熟悉的基础上，会发现也有很多智能化的改进，实现了既“专”又“易”的提升。

那么在ANSYS 12.0中，也有很多类似的改进。比如自动划分网格、自动选择公式；为了适用不同的物理现象，自动加载荷；根据变形情况和受力情况，对网格重新生成等等。另外，在遇到复杂材料等疑难问题的时候，用户往往无从下手，ANSYS 12.0实现了部分自动识别的功能，自动选择最佳的设置。

但是回过头来说，同时达到“专业性”和“易用性”并不容易。在越来越专的前提下，如何保证更加精确、更加有效、更加稳定？在兼顾有效性、稳定性之后，还要保证自动化、平台化的发展。这都是很大的挑战，作为ANSYS的研发人员，对我们提出了很高的要求。所以说，尽管ANSYS在很多功能上已经同时满足了“专业性”和“易用性”，但还有更多的领域需要我们探索、开发。总的来说，让ANSYS专业并简单着，是我们努力的一个方向。

记者：今天会议的调查问卷上有这样的一个单项选择题：“您认为作为软件来说‘易用性、集成性、客户化定制开发’哪一个特点最重要？”。虽然是针对用户的问题，那么请问站在ANSYS的角度，会觉得哪一项最重要？

雷先华：这三个选项从不同的角度反应出客户的需求，每个人的理解是不一样的。其实，让我们来做选择，也会站在用户的角度来思考。

比如，某个企业正在使用某一个单一的软件系统，可能将“易用性”放在最首要的位置。如果客户的系统比较多，那么“集成性”的需求就会非常强烈。如果企业将几乎所有主流的软件都买了，还不能满足研发和仿真的要求，那么，“客户化的定制开发”就显得比较重要。

其实，这三个选项也是层层递进的，第一个是使用CAE到初、中级阶段要解决的问题，第二个是应用到一定的深度需要解决的问题，第三个是建立在大规模应用的层面之上的问题。

记者：近几年CFD技术发展非常迅速，而且技术的革新超过了结构领域的技术发展，有何原因？

王晓：我个人认为有两个方面的原因：首先是经济全球化的步伐越来越明显，企业对产品开发周期的要求越来越高了，开发的成本也压缩。如此一来，涉及到流体技术的产品就必须结合有效的仿真、分析手段，这样给CFD的发展提供了很好的机会。

第二，CFD的发展也和硬件有关，近几年，计算机技术发生了惊人的变化，高性能计算技术的发展为CFD运算提供了坚实的条件。以前上亿、几十亿个自由度的运算非常困难，现在通过计算机水平的提高也可以解决，并且计算的结果可以直接反馈到设计当中去。

朱永谊：我个人是从事结构分析领域工作的，所以我从结构分析领域的发展谈一下对这个问题的看法。在14年前，我刚从事ANSYS研发工作的时候，听到非常多来自企业的抱怨，抱怨这个功能不够好、那个地方不够人性化；渐渐地，听到的这种声音逐渐被赞赏的声音代替。如今很多企业的评价是：每一个版本的推出，都超出他们的预期，甚至可以解决他们未来遇到的问题。

所以，经过这么多年的发展，结构力学的技术本身相对比较完善。也如王博士所说，计算机技术的快速发展，是CFD技术快速发展的关键因素。

记者：朱博士和王博士常年的国外工作，相比美国和日本CAE技术的应用情况及发展，您们对中国CAE的应用有何建议？

王晓：首先，希望中国更多的企业重视具有自主知识产权的产品开发，不管通过使用哪一种CAE技术来提升产品的竞争力，一定要重视这一点。在日本，FLUENT的很多应用已经深入到设计的一线，也许工程师对CFD并不十分了解，却能在设计的过程中意识到降噪、减震等等方面的要求，因此在设计阶段就能使用FLUENT。

我曾经看到一个报道，2005年全世界通过了一万多条行业标准，中国作为占有世界人口六分之一的国家，却只有寥寥的百十条。所以，中国企业对具有自主知识产权产品的开发上，并将CAE技术应用到这些产品开发的过程中，还有很多事要做，当然，这也意味着，我们还有很大的发挥和成长空间。

朱永谊：我最大的一个感触就是国外最主要几个CAE软件公司的开发人员，大部分都是中国的留学生。即使是竞争对手的开发人员，但我们私底下都是好朋友，一起开研讨会，交流软件技术的发展。
所以我觉得我们国家还缺乏这样的环境，首先是对知识产权的保护没有达到一定的高度，盗版现象还比较严重，在一定程度制约了软件技术的发展。但随着大环境的逐步改善，我相信会吸引更多的留学生回国，推动CAE技术的发展和应用。

后记：“在全球化竞争的环境中，产品研发占有越来越重要的位置，只有仿真和设计不断地整合，才能最大程度地帮助企业提升产品核心竞争力”。ANSYS 12.0的发布，让我们看到ANSYS 并不是一味追求新增和增强软件功能，通过ANSYS 12.0的改进可以看出，它在迎合企业需求的同时也在引领着需求，在带给用户惊喜和便利的同时，也推动着CAE技术的进步。如朱博士所言，ANSYS要做的，就是专业并简单着！