谈如何成为CAE行业的应用技术人才

谈如何成为CAE行业的应用技术人才

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随着科技的发展,CAE技术已经广泛的运用各大行业中,越来越多的学生选择CAE作为未来的职业方向,那么如何成为CAE行业的应用技术人才?

总之,选择了做一名CAE工程师就要做好埋头学习的准备,你开始走向了力学、数学、计算机科学以及现代工程的交叉地带,迎接你的将会是各类纷繁复杂的现代工程问题。CAE是个大集合,横向可以按科目分,纵向可以按工种分,今天小编给大家分享如何成为CAE行业的应用技术人才。

先说教育。CAE技术人员自然绝大部分是工科背景。细分一下,在通用CAE行业土木、机械和电子大概份量差不多。只是电子专业的都抱着FEM去解麦克斯韦方程,所以力学CAE还是基本被土木和机械专业背景的分了。注意这是指通用CAE的应用,而不是某具体专业方向;波音大部分CAE工程师还是航空航天系出身,美孚石油大部分研发工程师还是海洋和石油工程出身,但如果你踏进MSC的大楼,应用工程师和研发工程师大概土木机械一半一半。

还有一部分少数的是应用数学专业的,这种背景有巨大的优势也有明显的缺陷。

所以,如果你是工程专业,对数值模拟有兴趣,背景就已经有了。你学到的弹性力学、材料力学、流体力学、热力学、电动力学等等,都是以后在这个行业的立足之本。数值模拟从业最重要的能力不是算出结果,而是知道算出的结果靠不靠谱。这些力学课以及后续专业课是你以后在屏幕面前有能力琢磨应力图颜色分布对不对的根本。基础知识,需要厚积薄发;软件,唯手熟尔。

所以,在校的诸位,不要瞧不起书上的解析解,学结构的多画点弯矩图,学流体的多画点流线图。这之后再看数值方法,就不至于被诸多细节纠缠。尤其是如果你有工业设计的经验,更能体会基本概念的重要。一个优秀的工程师不仅能计算出精确结果,更在于能算个”back-of-the-envelope“式的大概。

再来说仿真。当我们从经典方法步入数值计算,最大的障碍不是在诸位学生和从业者能力不够,而是传统教育科目设置落后。当前大部分做模拟的,依然是在某个工科方向里被裹挟着拣起计算数学和程序设计。在国内大部分学校,计算科学(不是计算机科学)仍然依附于其他专业。相反,像UT Austin ICES这样集中工程和数学人才到数值计算圈里面的教育和科研机构,在国内还需要大力推广才能促进CAE人才进步。

没有相应的教育支持,对很多人来说大部分CAE只能自学。

首先,对于大部分CAE技术人员,你们今后可能不会写一行程序,因为绝大多数工程问题是现成软件解决的。这不是因为我身在商业软件圈所以自我推广。最大的问题,一是工程师自己的程序往往只能解决非常狭窄和简单的问题。控制方程变了改变了方程的属性,很多代码就要重来。二是自己的程序面临严重的验证问题。你的代码的bug,可能只在某一种边界条件和某一种材料模型下才体现出来,而你自家程序的验证往往都不能穷尽这些条件。你可能会说,上面这些原因是因为软件设计不足。这没错,但是如果你走完了科学软件工程的设计、代码、验证、质量控制等流程,你也等于完成了一个软件的开发。这对于一个工科背景的来说,要比花几个月来熟悉nastran要难得多。所以,如果你的任务不是做研究发文章而是解决工程问题,你多半是应用商软。

接下来给大家介绍需要学的东西,对于有限元有限差分,大多数人在学校里已经打好了基础。忘了的或者逃了课的,找本基本教材,学结构的复习下结构力学的位移法,学流体的复习一下守恒方程。因为结构有限元的基本思想在位移法已经体现了,流体的有限体积法不过是把守恒方程局部到单元里面再做离散。再次重复一下,对问题的物理理解才是最重要的,技术细节如高斯积分,只要知道它用来干什么就可以。

有了以上这些基础,剩下的就是实践,如商软培训、消化手册、熟悉操作、结合本行业的规范做设计等等,这些是一个CAE工程师的入门日常。你的能力应该体现在两方面,一是对自己工程专业问题的理解,二是能把自己工程专业问题通过CAE软件实现的能力。做钣金的熟悉材料力学,同时精通接触问题的建模,这两样就是你吃饭的家伙。在学习中,你会慢慢的接触到更多的概念,不同的接触模型的优劣,不同的收敛参数的含义等等,这样的迭代是所有优秀工程师进步的方式。

如果做到了这些,你已经是个CAE专业人才了。

上面说的大部分人成为CAE应用工程师的情况。对于工科出身工程师们,建议基本上就是立足基础,在战争中学习战争。CAE是一门技术活没错,但也不要被学院派吓得妄自菲薄:学院派能写柯西应力的Jaumann rate表达,不见得能放好公差设计好一个齿轮。大家工作重点不同而已。



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