談談如何成為CAE行業(yè)的應用技術人才

2017-04-02 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

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隨著科技的發(fā)展,CAE技術已經(jīng)廣泛的運用各大行業(yè)中,越來越多的學生選擇CAE作為未來的職業(yè)方向,那么如何成為CAE行業(yè)的應用技術人才?

總之,選擇了做一名CAE工程師就要做好埋頭學習的準備,你開始走向了力學、數(shù)學、計算機科學以及現(xiàn)代工程的交叉地帶,迎接你的將會是各類紛繁復雜的現(xiàn)代工程問題。CAE是個大集合,橫向可以按科目分,縱向可以按工種分,今天小編給大家分享如何成為CAE行業(yè)的應用技術人才。

先說教育。CAE技術人員自然絕大部分是工科背景。細分一下,在通用CAE行業(yè)土木、機械和電子大概份量差不多。只是電子專業(yè)的都抱著FEM去解麥克斯韋方程,所以力學CAE還是基本被土木和機械專業(yè)背景的分了。注意這是指通用CAE的應用,而不是某具體專業(yè)方向;波音大部分CAE工程師還是航空航天系出身,美孚石油大部分研發(fā)工程師還是海洋和石油工程出身,但如果你踏進MSC的大樓,應用工程師和研發(fā)工程師大概土木機械一半一半。

還有一部分少數(shù)的是應用數(shù)學專業(yè)的,這種背景有巨大的優(yōu)勢也有明顯的缺陷。

所以,如果你是工程專業(yè),對數(shù)值模擬有興趣,背景就已經(jīng)有了。你學到的彈性力學、材料力學、流體力學、熱力學、電動力學等等,都是以后在這個行業(yè)的立足之本。數(shù)值模擬從業(yè)最重要的能力不是算出結果,而是知道算出的結果靠不靠譜。這些力學課以及后續(xù)專業(yè)課是你以后在屏幕面前有能力琢磨應力圖顏色分布對不對的根本。基礎知識,需要厚積薄發(fā);軟件,唯手熟爾。

所以,在校的諸位,不要瞧不起書上的解析解,學結構的多畫點彎矩圖,學流體的多畫點流線圖。這之后再看數(shù)值方法,就不至于被諸多細節(jié)糾纏。尤其是如果你有工業(yè)設計的經(jīng)驗,更能體會基本概念的重要。一個優(yōu)秀的工程師不僅能計算出精確結果,更在于能算個”back-of-the-envelope“式的大概。

再來說仿真。當我們從經(jīng)典方法步入數(shù)值計算,最大的障礙不是在諸位學生和從業(yè)者能力不夠,而是傳統(tǒng)教育科目設置落后。當前大部分做模擬的,依然是在某個工科方向里被裹挾著揀起計算數(shù)學和程序設計。在國內大部分學校,計算科學(不是計算機科學)仍然依附于其他專業(yè)。相反,像UT Austin ICES這樣集中工程和數(shù)學人才到數(shù)值計算圈里面的教育和科研機構,在國內還需要大力推廣才能促進CAE人才進步。

沒有相應的教育支持,對很多人來說大部分CAE只能自學。

首先,對于大部分CAE技術人員,你們今后可能不會寫一行程序,因為絕大多數(shù)工程問題是現(xiàn)成軟件解決的。這不是因為我身在商業(yè)軟件圈所以自我推廣。我自己也在做應用工程師和學校的寫了很多程序,最大的問題,一是自己的程序往往只能解決非常狹窄和簡單的問題?？刂品匠套兞烁淖兞朔匠痰膶傩?很多代碼就要重來。二是自己的程序面臨嚴重的驗證問題。你的代碼的bug,可能只在某一種邊界條件和某一種材料模型下才體現(xiàn)出來,而你自家程序的驗證往往都不能窮盡這些條件。你可能會說,上面這些原因是因為軟件設計不足。這沒錯,但是如果你走完了科學軟件工程的設計、代碼、驗證、質量控制等流程,你也等于完成了一個軟件的開發(fā)。這對于一個工科背景的來說,要比花幾個月來熟悉Nastran要難得多。所以,如果你的任務不是做研究發(fā)文章而是解決工程問題,你多半是應用商軟。

接下來給大家介紹需要學的東西,對于有限元有限差分,大多數(shù)人在學校里已經(jīng)打好了基礎。忘了的或者逃了課的,找本基本教材,學結構的復習下結構力學的位移法,學流體的復習一下守恒方程。因為結構有限元的基本思想在位移法已經(jīng)體現(xiàn)了,流體的有限體積法不過是把守恒方程局部到單元里面再做離散。再次重復一下,對問題的物理理解才是最重要的。技術細節(jié)如高斯積分,只要知道它用來干什么就可以。

有了以上這些基礎,剩下的就是實踐,如商軟培訓、消化手冊、熟悉操作、結合本行業(yè)的規(guī)范做設計等等,這些是一個CAE工程師的入門日常。你的能力應該體現(xiàn)在兩方面,一是對自己工程專業(yè)問題的理解,二是能把自己工程專業(yè)問題通過CAE軟件實現(xiàn)的能力。做鈑金的熟悉材料力學,同時精通接觸問題的建模,這兩樣就是你吃飯的家伙。在學習中,你會慢慢的接觸到更多的概念,不同的接觸模型的優(yōu)劣,不同的收斂參數(shù)的含義等等,這樣的迭代是所有優(yōu)秀工程師進步的方式。

如果做到了這些,你已經(jīng)是個CAE專業(yè)人才了。

上面說的大部分人成為CAE應用工程師的情況。對于工科出身工程師們,建議基本上就是立足基礎,在戰(zhàn)爭中學習戰(zhàn)爭。CAE是一門技術活沒錯,但也不要被學院派嚇得妄自菲薄:學院派能寫柯西應力的Jaumann rate表達,不見得能放好公差設計好一個齒輪。大家工作重點不同而已。

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