談談如何成為CAE行業的應用技術人才

2017-04-02 by:CAE仿真在線來源:互聯網

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隨著科技的發展,CAE技術已經廣泛的運用各大行業中,越來越多的學生選擇CAE作為未來的職業方向,那么如何成為CAE行業的應用技術人才?

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、數學、計算機科學以及現代工程的交叉地帶,迎接你的將會是各類紛繁復雜的現代工程問題。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行業土木、機械和電子大概份量差不多。只是電子專業的都抱著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背景的分了。注意這是指通用CAE的應用,而不是某具體專業方向;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,應用工程師和研發工程師大概土木機械一半一半。

還有一部分少數的是應用數學專業的,這種背景有巨大的優勢也有明顯的缺陷。

所以,如果你是工程專業,對數值模擬有興趣,背景就已經有了。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的立足之本。數值模擬從業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專業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;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。這之后再看數值方法,就不至于被諸多細節糾纏。尤其是如果你有工業設計的經驗,更能體會基本概念的重要。一個優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。當我們從經典方法步入數值計算,最大的障礙不是在諸位學生和從業者能力不夠,而是傳統教育科目設置落后。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。相反,像UT Austin ICES這樣集中工程和數學人才到數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,因為絕大多數工程問題是現成軟件解決的。這不是因為我身在商業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。控制方程變了改變了方程的屬性,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。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,大多數人在學校里已經打好了基礎。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體現了,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、結合本行業的規范做設計等等,這些是一個CAE工程師的入門日常。你的能力應該體現在兩方面,一是對自己工程專業問題的理解,二是能把自己工程專業問題通過CAE軟件實現的能力。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劣,不同的收斂參數的含義等等,這樣的迭代是所有優秀工程師進步的方式。

如果做到了這些,你已經是個CAE專業人才了。

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,在戰爭中學習戰爭。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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