分析软件介绍
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4种数据分析处理软件简介在试验数据分析处理前,首先要了解数据分析处理的理论基础,如试验数据表示即误差分析、统计学分析与曲线拟合、方差与估计分析、回归于假设检验分析等,这些分析方法是试验数据分析中最为常用的理论基础。
这里主要介绍Microsoft Office Excel 2003、Origin7.5、MATLAB7.1和SPSS13.0 for Windows四种常用软件在数据处理中的优缺点,通过了解它们各自的特点,然后再试验数据分析处理中选择合适的软件,在保证分析结果的情况下,使分析处理过程达到最简单、最省时、最省力。
下面对这四种常用软件的优点与缺点进行一下比较。
MicrosoftOffice Excel MicrosoftOffice Excel是一个电子表格软件,它能干什么,我想大家基本都清楚这里就不啰嗦了。
Excel在数据分析处理中的优点* ; ; ; ; ; ; ; ;Excel具有强大的图表绘制功能,通过Excel绘制的图表能清晰全面地反映复杂数据的变化趋势,而且图表属性的更改十分方便、快捷。
* ; ; ; ; ; ; ; ;Excel能进行多种数值运算,可在单元格中直接输入计算公式,而且他同类计算可双击自动生成,具有方便快捷的特点。
* ; ; ; ; ; ; ; ;Excel能提供常用的数据分析工具,如统计分析、相关系数分析、方差分析、F检验分析、t检验分析、回归分析等。
Excel的缺点* ; ; ; ; ; ; ; ;Excel文件格式太大,处理大量数据时速度太慢。
学术研究的数据分析软件与工具常用的数据分析软件和工具介绍随着信息时代的来临,数据分析在学术研究中扮演着至关重要的角色。
学术研究的数据分析软件和工具提供了一种有效的方式来收集、整理和分析庞大的数据集,从而揭示出其中的潜在模式和结论。
本文将介绍一些常用的学术研究数据分析软件和工具,以帮助研究人员更好地进行数据分析。
1. SPSS(统计分析系统)SPSS是一款功能强大且广泛使用的统计分析软件。
它提供了各种功能,包括数据清洗、变量转换、描述性统计、假设检验、相关分析、回归分析、因子分析、聚类分析等。
SPSS的用户界面友好,可以轻松进行数据可视化和报告生成。
无论是初学者还是专业研究人员,都能够从SPSS中受益良多。
2. STATASTATA是一个专业的统计分析软件,主要用于社会科学和经济学领域的数据分析。
它支持各种数据管理和分析方法,包括面板数据分析、生存分析、多层次模型等。
STATA的优势在于其灵活性和高效性,其命令式语言使得用户能够进行高级的数据操作和自定义分析。
3. R语言R语言是一种自由且开放源代码的编程语言,广泛应用于数据科学和统计分析领域。
R语言拥有丰富的统计分析包,可以进行各种数据处理、可视化和建模分析。
由于其灵活性和可扩展性,R语言成为学术界和商业界首选的数据分析工具之一。
4. MATLABMATLAB是一种高级科学计算和数据可视化软件。
它的强大数学和统计库使得用户能够实现复杂的算法和模型。
MATLAB也提供了丰富的工具箱,用于信号处理、图像处理、机器学习等领域的数据分析。
5. PythonPython是一种简单易学的编程语言,近年来在数据科学和机器学习领域越来越受欢迎。
Python的数据分析库(如pandas和numpy)和机器学习库(如scikit-learn和tensorflow)使得用户能够进行各种数据处理和建模分析。
Python也被广泛应用于学术界和商业界,成为一种全能的数据分析工具。
《Meta分析系列之二_Meta分析的软件》篇一Meta分析系列之二_Meta分析的软件Meta分析系列之二:Meta分析的软件一、引言Meta分析作为一种综合性的文献研究方法,已经在多个学科领域中得到了广泛的应用。
然而,Meta分析的过程涉及到大量的数据整理、统计分析等工作,这就需要借助专业的软件来辅助完成。
本文将重点介绍Meta分析的软件,以及如何利用这些软件提高Meta分析的质量。
二、Meta分析软件概述1. 常用Meta分析软件目前,市面上有很多用于Meta分析的软件,如Comprehensive Meta Analysis (CMA)、Review Manager (RevMan)、Stata等。
这些软件在功能、操作等方面有所不同,但都能有效地支持Meta分析的过程。
2. 软件功能特点(1) Comprehensive Meta Analysis (CMA):CMA是一款功能强大的Meta分析软件,支持多种统计模型,如固定效应模型、随机效应模型等。
同时,CMA还提供了丰富的图形工具,有助于研究者直观地了解分析结果。
(2) Review Manager (RevMan):RevMan是Cochrane协作网推出的专门用于系统评价和Meta分析的软件。
RevMan操作简便,界面友好,适合初学者使用。
(3) Stata:Stata是一款强大的统计分析软件,也支持Meta分析。
Stata的语法较为复杂,但功能丰富,适合有一定统计学基础的研究者使用。
三、软件使用方法及注意事项1. 选择合适的软件在选择Meta分析软件时,应根据自己的需求、经验水平以及软件的功能特点进行综合考虑。
对于初学者,建议选择操作简便、界面友好的软件;对于有一定统计学基础的研究者,可以选择功能更强大、灵活性更高的软件。
2. 严格按照软件操作指南进行操作在使用Meta分析软件时,应严格按照软件操作指南进行操作,避免因操作不当导致分析结果出现偏差。
回归分析是统计学中一种重要的分析方法,用于研究自变量与因变量之间的关系。
在实际的数据分析中,常用的统计软件能够帮助研究人员更轻松地进行回归分析,包括SPSS、R、Python等。
本文将介绍这些常用的统计软件在回归分析中的应用。
SPSS是一款非常经典的统计软件,它提供了丰富的数据分析功能,包括回归分析。
在SPSS中,进行回归分析非常简单,只需要将自变量和因变量输入到软件中,然后选择回归分析模块,即可得到回归方程和相关的统计结果。
此外,SPSS还提供了对结果的可视化展示,包括回归系数的显著性检验、残差分析等,能够帮助研究人员更好地理解回归分析的结果。
R是一种开源的统计软件,它在科研领域中应用非常广泛。
R中有丰富的回归分析包,例如lm、glm等,能够满足不同类型的回归分析需求。
通过R进行回归分析,研究人员可以自定义分析流程,灵活地选择模型和参数,实现个性化的分析。
此外,R还提供了丰富的数据可视化功能,能够帮助研究人员直观地展示回归分析的结果。
Python是一种通用的编程语言,它也有丰富的统计分析库,如pandas、statsmodels等。
通过Python进行回归分析,研究人员可以利用编程的灵活性,构建复杂的回归模型,进行深入的数据处理和分析。
同时,Python还可以与其他领域的数据处理和机器学习工具结合,实现更加复杂的数据分析任务。
除了上述几种常用的统计软件,还有其他一些工具也可以用于回归分析,如Excel、Matlab等。
这些工具各有特点,能够满足不同研究人员的需求。
在选择统计软件时,研究人员需要根据自己的研究目的、数据类型和分析需求进行选择,以便更好地进行回归分析。
在使用统计软件进行回归分析时,研究人员需要注意数据的质量和分析方法的选择。
首先,需要对数据进行清洗和预处理,排除异常值和缺失值,以保证分析的准确性。
其次,需要选择合适的回归模型,根据研究问题和数据特点选择线性回归、Logistic回归等不同类型的模型。
统计分析软件SPSS介绍统计分析软件SPSS(Statistical Package for the Social Sciences)是一款功能强大、广泛应用于科研、社会学、经济学、心理学等领域的统计分析软件。
SPSS主要用于数据统计和分析,并以其简单易用的特点受到了广大用户的喜爱。
SPSS在数据分析方面提供了丰富的功能和方法,能够满足不同领域的需求。
它可以实现常见的描述性统计分析,包括数据的均值、标准差、最大值、最小值等,同时还提供了多种图形展示方式,如柱状图、折线图、散点图等,帮助用户更直观地认识数据。
此外,SPSS还支持各种统计检验方法,如t检验、方差分析、相关分析、回归分析等,可以帮助用户深入挖掘数据背后的规律和关系。
最为人称道的是,SPSS还能够根据用户的特定需求进行高级统计分析,如因子分析、聚类分析、逻辑回归分析等,极大地拓宽了数据分析的领域。
SPSS的操作相对简单,适合初学者使用。
它采用了图形化用户界面(Graphical User Interface, GUI)设计,用户只需要通过鼠标点击和拖拽操作,即可完成数据输入和分析等任务。
同时,SPSS还提供了丰富的帮助文档和在线教程,用户可以通过查阅文档、学习教程,快速掌握软件的使用方法和技巧。
此外,SPSS还支持数据的可视化操作,用户可以通过设置变量属性、创建过滤器等方式,快速筛选和呈现感兴趣的数据,提高了数据处理和分析的效率。
除了常规的统计分析功能,SPSS还针对特定领域的需求,提供了相应的专业模块。
比如,在医学研究领域,SPSS提供了医学统计模块(Medical Statistics Module),支持药效学分析、生存分析等医学相关的统计技术;在市场营销领域,SPSS提供了市场营销模块(Marketing Research Module),支持市场调研、市场细分、顾客满意度分析等市场营销相关的分析;在社科领域,SPSS提供了社会调查模块(Social Survey Module),支持问卷设计、抽样、数据收集等社会科学调查相关的研究。
常用统计数据分析软件数据分析在现代社会中扮演着越来越重要的角色,而统计数据分析软件就是其中不可或缺的工具之一。
在大数据时代,数据的处理和分析变得非常复杂和庞大,需要借助先进的统计分析软件来加快分析和决策过程。
本文将介绍一些常用的统计数据分析软件,并讨论它们的特点和优势。
1. SPSSSPSS(统计数据分析软件)是一种统计分析软件,它具有强大的功能和易于使用的界面。
SPSS可以用于数据管理、数据清理、描述性统计、假设检验、回归分析、聚类分析、因子分析等。
它可以帮助用户探索和理解数据,支持多种数据类型和数据格式,适用于不同行业和领域的数据分析工作。
2. SASSAS(统计分析系统)是另一种流行的统计数据分析软件,它提供了广泛的数据处理和分析功能。
SAS可以用于数据的整理和准备、统计分析、数据挖掘和预测建模等。
SAS具有丰富的统计算法和模型,可以针对不同类型的数据进行分析和建模。
3. RR是一种开源的统计计算和图形软件,它被广泛应用于数据科学和统计分析领域。
R具有丰富的包和工具,可以进行各种统计分析、数据可视化、机器学习和深度学习等。
R的优势在于它的灵活性和可扩展性,用户可以自行编写代码和算法来实现特定的分析任务。
4. ExcelExcel是一种广泛使用的电子表格软件,它也提供了一些简单的统计分析功能。
Excel可以用于数据输入、数据清理、数据可视化和基本的统计计算等。
虽然Excel的统计功能相对有限,但对于一些简单的数据分析任务仍然很有用。
5. PythonPython是一种通用的编程语言,也被广泛应用于数据分析和统计建模。
Python有许多强大的库和框架,如Pandas、NumPy、Matplotlib和SciPy,可以支持各种数据处理和分析任务。
通过编写Python代码,用户可以实现复杂的统计分析和机器学习算法。
总结而言,常用的统计数据分析软件包括SPSS、SAS、R、Excel和Python等。
几乎所有的有限元分析的软件介绍——让你对CAE软件更了解有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)是一种数值计算方法,用于求解结构、固体力学、热传导和流体力学等领域中的工程问题。
它通过离散化技术将复杂的连续体问题转化为一个有限数量的单元问题,再通过求解这些单元的代数方程组得到整个问题的近似解。
在工程领域,有限元分析常常被用来进行结构强度、振动、疲劳和优化分析等。
下面将介绍几个常见的有限元分析软件,包括ANSYS、ABAQUS、LS-DYNA和SolidWorks Simulation。
1.ANSYSANSYS是一款全面的有限元分析软件,包含了结构分析、流体动力学、电磁场分析和耦合多场分析等功能。
它具有强大的前后处理功能和丰富的材料模型库,可以模拟各种复杂的物理现象。
ANSYS还提供了多种优化算法,用于进行结构和材料参数的优化设计。
它广泛应用于航空航天、汽车、能源和电子等领域。
2.ABAQUSABAQUS是一款广泛应用于工程和科学领域的有限元分析软件,主要用于求解复杂的结构、流体和热力学问题。
它具有强大的建模和求解能力,支持线性和非线性分析。
ABAQUS还提供了各种完整的元件库和材料模型,同时支持多学科的耦合分析。
它适用于多种工程和科学领域,如航空航天、汽车、生物医学和材料科学等。
3.LS-DYNALS-DYNA是一款专注于动力学和非线性问题的有限元分析软件,用于模拟高速碰撞、爆炸和弹道问题等。
它具有优秀的显式求解器和平行计算能力,能够处理大型和复杂的模型。
LS-DYNA还提供了丰富的材料模型和接触算法,支持多物理场耦合。
它适用于汽车、航空航天、国防和地震等领域。
4. SolidWorks SimulationSolidWorks Simulation是一款基于SolidWorks CAD软件的有限元分析工具,用于进行结构和流体力学分析。
它提供了友好的用户界面和强大的建模和分析功能,能够快速进行设计验证和性能优化。
CAE常用软件介绍解析CAE(计算机辅助工程)是一种使用计算机来模拟和分析工程问题的方法,可以有效地预测和优化工程设计。
CAE软件是实现这种方法的工具,它们提供了一系列功能和工具,用于建立工程模型、进行仿真分析和优化设计。
下面是几个常用的CAE软件的介绍和解析。
1.ANSYS(美国分析系统公司)ANSYS是一款功能强大的有限元分析软件,在各个领域广泛应用。
它提供了完整的有限元模拟流程,包括前处理、求解和后处理功能。
用户可以使用ANSYS来进行结构分析、热分析、流体力学分析等多种仿真分析。
ANSYS还具有强大的优化功能,可以帮助工程师在设计过程中找到最佳解决方案。
2. Abaqus(达索系统公司)Abaqus是一种先进的有限元分析软件,广泛应用于结构、热、流体和多物理场的仿真分析。
它具有非线性分析、大变形分析、接触分析、疲劳分析等强大的功能。
Abaqus还拥有复杂材料建模和复杂装配体建模的能力,可以解决各种复杂工程问题。
3. SolidWorks Simulation(达索系统公司)SolidWorks Simulation是SolidWorks软件的一部分,用于进行结构和流体力学分析。
它提供了直观的用户界面和易于使用的工具,使工程师能够进行快速的仿真分析和设计验证。
SolidWorks Simulation可以进行线性和非线性分析、静态和动态分析、热分析、疲劳分析等。
它还与SolidWorks CAD软件紧密集成,实现了CAD和CAE的无缝连接。
4. Nastran(西尔斯公司)Nastran是一种通用的有限元分析软件,广泛应用于结构、热、流体和振动的仿真分析。
它具有强大的求解器,可以处理大型和复杂的工程模型。
Nastran还提供了广泛的材料模型和加载条件,可以满足各种复杂的仿真要求。
它还支持多物理场分析和优化设计。
5. COMSOL Multiphysics(COMSOL公司)COMSOL Multiphysics是一种高级的多物理场模拟软件,可以解决各种物理和工程问题。
测绘技术中的数据分析软件介绍随着技术的发展和应用的广泛,测绘行业也在不断发展壮大。
在测绘过程中,数据分析软件起着举足轻重的作用,能够对海量的数据进行处理、分析和可视化,为测绘工作提供有效的支持和帮助。
本文将介绍几款常用的测绘数据分析软件。
一、三维数据处理软件三维数据处理软件是测绘中常用的数据分析工具之一。
它能够对三维数据进行处理和分析,包括点云数据的处理、三维模型的构建和可视化等。
其中,AutoCAD Civil 3D是一款功能强大的三维数据处理软件,它能够进行地形分析、道路设计等工作,为测绘人员提供了高效的工作环境。
二、遥感图像处理软件在测绘工作中,遥感图像具有重要的作用,而遥感图像处理软件则能够对这些图像进行有效的分析和处理。
ENVI是一款常用的遥感图像处理软件,它具有强大的图像处理和分析功能,能够对遥感图像进行分类、变化检测等操作。
此外,ArcGIS也是一款常用的遥感图像处理软件,它能够进行遥感图像的处理、分析和可视化,为测绘工作提供了强有力的支持。
三、地理信息系统软件地理信息系统软件在测绘行业中应用广泛,它能够对地理空间数据进行管理、分析和可视化。
ArcGIS是一款功能强大的地理信息系统软件,它提供了丰富的地理空间分析和数据处理工具,能够进行地图制作、空间分析等操作。
此外,QGIS 也是一款开源的地理信息系统软件,它具有用户友好的界面和丰富的功能,能够满足测绘工作中的各种需求。
四、地形分析软件地形分析软件主要用于对地形数据进行处理和分析,能够生成高质量的地形模型和地形图。
其中,Global Mapper是一款功能强大的地形分析软件,它能够进行地形数据的处理、分析和可视化,支持多种地形数据格式。
此外,Surfer也是一款常用的地形分析软件,它具有先进的插值和网格化技术,能够生成高精度的地形模型和表面图。
五、数据可视化软件数据可视化软件能够将数据以图形的形式进行展示,帮助人们更好地理解和分析数据。
常用统计分析软件常用的统计分析软件有很多,下面我将介绍一些常见的统计分析软件及其特点。
1. SPSS(Statistical Package for the Social Sciences):是一款统计分析软件,具有强大的数据处理、数据分析和报告生成功能。
它可进行描述性统计、假设检验、方差分析、回归分析、聚类分析、因子分析等常用统计分析。
2. SAS(Statistical Analysis System):是一种完整的统计分析解决方案,包含数据管理、数据分析、统计建模和数据可视化等功能。
它适用于大规模数据的处理和分析,具有高效、稳定和灵活的特点。
3.R:是一种免费的开源统计分析软件,拥有丰富的统计分析函数和高级绘图功能。
R语言具有强大的数据处理能力和灵活的编程特点,适用于各种统计分析及数据可视化的需求。
4. Python:是一种通用的编程语言,也可以进行统计分析。
配合一些科学计算库(如NumPy、SciPy、Pandas等),Python可以进行各种统计分析任务,包括数据处理、数据分析、机器学习等。
5. Excel:是一种常用的电子表格软件,也可以进行一些简单的统计分析。
Excel提供了一些常用的统计函数和图表功能,对于小规模数据的分析和可视化比较便捷。
6.MATLAB:是一种功能强大的数学计算软件,也可以用于统计分析。
MATLAB提供了丰富的数学和统计函数,可以进行各种统计分析任务,包括回归分析、方差分析、时间序列分析等。
7. Stata:是一种统计分析软件,广泛应用于社会科学研究。
Stata 具有易用的用户界面和灵活的命令语言,提供了丰富的统计分析函数和专门的模块,满足各种统计分析需求。
8. Minitab:是一种易学易用的统计分析软件,广泛应用于工业和质量管理等领域。
Minitab提供了丰富的统计分析和质量管理工具,方便用户进行数据处理和分析,能够生成报告和图表。
9. Gretl:是一种专门用于计量经济学研究的统计分析软件。
岩土介质模型,但每种模型都有不足,缺少基本材料数据和依据,让用户难于选择和使用。
2. MSC.software公司的DYTRAN软件当前另一个可以计算侵彻与爆炸的商业通用软件是MSC.Software Corporati on ( MSC公司) 的MSC.DYTRAN程序。
该程序在是在LS-DYNA3D的框架下,在程序中增加荷兰PISCES INTERNATIONAL公司开发的PICSES的高级流体动力学和流体——结构相互作用功能,还在PISCES的欧拉模式算法基础上,开发了物质流动算法和流固耦合算法。
在同类软件中,其高度非线性、流—固耦合方面有独特之处。
MSC.DYTRAN的算法基本上可以概况为:MSC.DYTRAN采用基于Lagran ge格式的有限单元方法(FEM)模拟结构的变形和应力,用基于纯Euler格式的有限体积方法(FVM)描述材料(包括气体和液体)流动,对通过流体与固体界面传递相互作用的流体—结构耦合分析,采用基于混合的Lagrange格式和纯Euler格式的有限单元与有限体积技术,完成全耦合的流体-结构相互作用模拟。
MSC.DYT RAN用有限体积法跟踪物质的流动的流体功能,有效解决了大变形和极度大变形问题,如:爆炸分析、高速侵彻。
但MSC.DYTRAN本身是一个混合物,在继承了LS-DYNA3D与PISCES的优点同时,也继承了其不足。
首先,材料模型不丰富,对于岩土类处理尤其差,虽然提供了用户材料模型接口,但由于程序本身的缺陷,难于将反映材料特性的模型加上去;其次,没有二维计算功能,轴对称问题也只能按三维问题处理,使计算量大幅度增加;在处理冲击问题的接触算法上远不如当前版的LS-DYNA3D 全面。
3. HKS公司的ABAQUS软件ABAQUS是一套先进的通用有限元系统,也是功能最强的有限元软件之一,可以分析复杂的固体力学和结构力学系统。
ABAQUS有两个主要分析模块:AB AQUS/Standard提供了通用的分析能力,如应力和变形、热交换、质量传递等; ABAQUS/Explicit应用对时间进行显示积分求解,为处理复杂接触问题提供了有力的工具,适合于分析短暂、瞬时的动态事件,但对爆炸与冲击过程的模拟相对不如DYTRAN和LS-DYNA3D4 ADINAADINA是一个古老的有限元软件, 有一些很老的版本,它们只有基本的计算功能,没有前后处理。
用它算题,必须自己手工建模,现在看来这些实在是太落后了,但是,重要的一点是它有源代码。
有了源码,就可以对程序进行改造,满足特殊的需求。
其实国内对ADINA的改造还是很多的,比如将等带宽存储改为变带宽存储,将元素库从整个程序中分离出来,可以有选择的将将元素编译连接到程序中。
还有的在程序中加入了自己的材料本构关系,也有在元素库中加进了新的单元等等。
经过这些改进,程序的功能得到了扩展,效率得到了提高,更重要得是在一定程度上具有了自己的知识产权。
5 ANSYS和NASTRAN因为和NASA的特殊关系,msc nastran在航空航天领域有着崇高的地位。
而ANSYS则在铁道,建筑和压力容器方面应用较多。
尽管目前, ANSYS已发展了很多版本, 其实它们核心的计算部分变化不大,只是模块越来越多。
比如5. 1没有lsdyna,和cad软件的接口,到了5.6还有疲劳模块等等。
其实这些模块并不是ANSYS公司自己搞的,就是把别人的东西买来集成到自己的环境里。
N ASTRAN最早是用的for windows 2.0。
是nsatran v68集成在femap5里。
nastr an的求解器效率比ansys高一些。
有一个算例可以说明,20000多个节点,D版的ansys56建模,用femap7.0转成nastran的dat文件,静力计算及前5阶的线性频率,结果ansys56在PIII450上所用的时间和D版的nastran707在赛杨400上用的时间相当,内存都是128M,全部选项都是缺省的,nastran用子空间迭代法求频率,ansys没仔细看,计算的结果倒是没什么大的差别。
其他还有一些软件例如sap,algor,cosmos等,只是影响比较小。
还有一点值得说明, 目前的有限元软件,求出的位移结果都很准,可应力就不太一样了,这是一个有趣的现象, 大家可以讨论。
另外,从发展上来说,国际上数值模拟软件发展呈现出以下一些趋势特征a. 由二维扩展为三维早期计算机的能力十分有限,受计算费用和计算机储存能力的限制,数值模拟程序大多是一维或二维的,只能计算垂直碰撞或球形爆炸等特定问题。
随着第三代、第四代计算机的出现,才开始研制和发展更多的三维计算程序。
现在,计算程序一般都由二维扩展到了三维,如LSDYNA2D和LSDYNA3D,AUTODY N2D和AUTODYNA3D,但也有完全在三维基础上开发的,如MSC.DYTRAN,就没有二维功能。
b. 从单纯的结构力学计算发展到求解许多物理场问题数值模拟分析方法最早是从结构化矩阵分析发展而来,逐步推广到板、壳和实体等连续体固体力学分析,实践证明这是一种非常有效的数值分析方法。
近年来数值模拟方法已发展到流体力学、温度场、电传导、磁场、渗流和声场等问题的求解计算,最近又发展到求解几个交叉学科的问题。
例如内爆炸时,空气冲击波使墙、板、柱产生变形,而墙、板、柱的变形又反过来影响到空气冲击波的传播……这就需要用固体力学和流体动力学的数值分析结果交叉迭代求解,即所谓“流—固耦合”的问题。
c. 从单一坐标体系发展多种坐标体系数值模拟软件在开始阶段一般采用单一坐标,或采用拉格朗日坐标或采用欧拉坐标,由于这两种坐标自身的缺陷,计算分析问题的范围都有很大的限制。
为克服这种缺陷,采用了三种方法,一是两个程序简单组合,如CTH—EPIC,爆炸与侵彻由不同的程序分开计算;二是在同一程序中采用多种坐标体系,如DYN A3D中早期采用的是拉格朗日坐标,而LSDYNA3D的最新版除原有类型外,新加了欧拉方法以及拉格朗日与欧拉耦合方法,而最近几年才发展的DYTRAN则是拉格朗日型的LSDYNA3D(1988版)与欧拉型的PISCES的整合体;三是采用新的计算方法,如SPH等,SPH法不用网格,没有网格畸变问题,所以能在拉格朗日格式下处理大变形问题,同时,SPH法允许存在材料界面,可以简单而精确地实现复杂的本构行为,也适用于材料在高加载速率下的断裂等问题的研究。
d. 由求解线性工程问题进展到分析非线性问题随着科学技术的发展,线性理论已经远远不能满足设计的要求。
诸如岩石、土壤、混凝土等,仅靠线性计算理论就不足以解决遇到的问题,只有采用非线性数值算法才能解决。
众所周知,非线性的数值计算是很复杂的,它涉及到很多专门的数学问题和运算技巧,很难为一般工程技术人员所掌握。
为此,近年来国外一些公司花费了大量的人力和投资,开发了诸如LSDYNA3D、ABAQUS和AU TODYN等专长于求解非线性问题的有限元分析软件,并广泛应用于工程实践。
这些软件的共同特点是具有高效的非线性求解器以及丰富和实用的非线性材料库。
e. 增强可视化的前置建模和后置数据处理功能早期数值模拟计算软件的研究重点在于推导新的高效率求解方法和高精度的单元。
随着数值分析方法的逐步完善,尤其是计算机运算速度的飞速发展,整个计算系统用于求解运算的时间越来越少,而数据准备和运算结果的表现问题却日益突出。
在现在的工程工作站上,求解一个包含10万个方程的有限元模型只需要用几十分钟。
但如果用手工方式来建立这个模型,然后再处理大量的计算结果则需用几周的时间。
可以毫不夸张地说,工程师在分析计算一个工程问题时有80%以上的精力都花在数据准备和结果分析上[14]。
因此目前几乎所有的商业化数值模拟程序系统都有功能很强的前置建模和后置数据处理模块。
在强调“可视化”的今天,很多程序都建立了对用户非常友好的GUI(图形用户界面—Graphics User Interface),使用户能以可视图形方式直观快速地进行网格自动划分,生成有限元分析所需数据,并按要求将大量的计算结果整理成变形图、等值分布图,便于极值搜索和所需数据的列表输出。
f. 与CAD软件的无缝集成与通用CAD软件的集成使用,即在用CAD软件完成结构设计后,自动生成有限元网格并进行计算,如果分析的结果不符合设计要求则重新进行构造和计算,直到满意为止,从而极大地提高了设计水平和效率。
今天,工程师可以在集成的CAD和数值模拟软件环境中快捷地解决一个在以前无法应付的复杂工程分析问题。
所以当今所有的商业化有限元系统商都开发了和著名的CAD软件(例如AutoCAD" class="t_tag">AutoCAD、Pro/ENGINEER、Unigraphics、SolidEdge、SolidWorks、IDEAS等)的接口。
g. 工作平台多样化早期的数值分析软件基本上都是在大中型计算机上开发和运行的,后来又发展到以工程工作站(EWS,Engineering Work Station)上,它们的共同特点都是采用UNIX操作系统。
PC机的出现使计算机的应用发生了根本性的变化,工程师渴望在办公桌上完成复杂工程分析的梦想成为现实。
但是早期的PC机采用16位CPU和DOS操作系统,内存中的公共数据块受到限制,因此当时计算模型的规模不能超过1万阶方程。
Microsoft Windows操作系统和32位的Intel Pentiu m处理器的推出,为PC机用于有限元分析提供了必需的软件和硬件支撑平台。
因此当前国际上著名的有限元程序研究和发展机构都纷纷将他们的软件移值到Windows平台上。
最新高档PC机的求解能力已和中低档的EWS不相上下。
为了将在大中型计算机和EWS上开发的有限元程序移值到PC机上,常常需要采用Hummingbird公司的一个仿真软件Exceed。
这样做的结果比较麻烦,而且不能充分利用PC机的软硬件资源。
所以最近有些公司,例如ANSYS、MS C.software等开始在Windows平台上开发有限元程序,大多采用了OpenGL图形编程软件,同时还有在PC机上的Linux操作系统环境中开发的有限元程序包。
h. 软件开发强强联合由于数值软件的开发是一项长期而艰巨的任务,开发一个通用软件是十分困难的,各家开发的软件由于应用背景的不同而各有千秋,随着数值模拟软件商业化的进展,各数值模拟软件公司为扩大市场,追求共同的利润,出现了强强联合的局面。
典型的如ANSYS与LSDYNA3D联合,MSC.software软件公司对AB AQUS、LS DYNA3D及PISCES等的购买。
再谈一下国内的发展情况和前景1979年美国的SAP5线性结构静、动力分析程序向国内引进移植成功,掀起了应用通用有限元程序来分析计算工程问题的高潮。