CAE-система

CAE (англ. Computer-aided engineering) — общее название для программ и программных пакетов, предназначенных для решения различных инженерных задач: расчётов, анализа и симуляции физических процессов. Расчётная часть пакетов чаще всего основана на численных методах решения дифференциальных уравнений (метод конечных элементов, метод конечных объёмов, метод конечных разностей и др.).

Современные системы инженерного анализа (или системы автоматизации инженерных расчётов) (CAE) применяются совместно с CAD-системами (зачастую интегрируются в них, в этом случае получаются гибридные CAD/CAE-системы).

Численные методы

CAE системы могут использовать в своей работе следующие математические методы:

• Метод конечных элементов (МКЭ, Конечно-элементный анализ, КЭ анализ) - численный метод решения дифференциальных уравнений с частными производными, а также интегральных уравнений, возникающих при решении задач прикладной физики. Метод широко используется для решения задач механики деформируемого твёрдого тела, теплообмена, гидродинамики и электродинамики.
• Метод конечных разностей - численный метод решения дифференциальных уравнений, основанный на замене производных разностными схемами. Является сеточным методом.
• Метод конечных объемов (Метод контрольных объемов) - численный метод интегрирования систем дифференциальных уравнений в частных производных.

Примеры CAE

• ABAQUS — универсальная система КЭ анализа с встроенным пре-/постпроцессором;
• ADAMS — система моделирования и расчёта многотельной динамики;
• ANSYS — универсальная система КЭ анализа с встроенным пре-/постпроцессором;
• APM WinMachine 2010 — отечественная универсальная система для проектирования и расчета в области машиностроения, включающая КЭ анализ с встроенным пре-/постпроцессором;
• APM Civil Engineering 2010 — отечественная универсальная система КЭ анализа с встроенным пре-/постпроцессором для проектирования и расчета металлических, железобетонных, армокаменных и деревянных конструкций;
• Autodesk Simulation — комплекс универсальных систем КЭ анализа со встроенными пре-/постпроцессорами (в комплекс входят Autodesk Simulation CFD — программа вычислительной гидрогазодинамики, Autodesk Simulation Mechanical — программа для механического и теплового анализа изделий и конструкций, Autodesk Simulation MoldFlow — программа моделирования процесса литья пластмассовых изделий под давлением);
• ESAComp — программная система конечно-элементных расчетов тонкостенных многослойных пластин и оболочек;
• EULER (Эйлер) — программный комплекс автоматизированного динамического анализа многокомпонентных механических систем;
• FEM-models — программный комплекс для моделирования и анализа методом конечных элементов. Специализация программы — геотехнические расчеты, совместные расчеты систем здание-основание;
• Femap — независимый от САПР пре- и постпроцессор для проведения инженерного анализа методом конечных элементов;
• АСОНИКА — Автоматизированная система обеспечения надёжности и качества аппаратуры (комплекс подсистем моделирования радиоэлектронной аппаратуры методом МКЭ и МКР);
• CAE Fidesys — универсальная система КЭ анализа с встроенным пре-/постпроцессором;
• HyperWorks (HyperMesh, RADIOSS, OptiStruct, AcuSolve и др.) — универсальная программная платформа систем конечно-элементного анализа;
• Moldex3D — программная система конечно-элементного моделирования литья армированных пластмасс под давлением;
• MSC.Nastran — универсальная система КЭ анализа с пре-/постпроцессором MSC.Patran;
• NEiNastran — универсальная программная система конечно-элементного анализа;
• NX Nastran — универсальная система МКЭ анализа;
• OpenFOAM — свободно-распространяемая универсальная система КО пространственного моделирования механики сплошных сред;
• QForm 2D/3D — специализированный программный комплекс для моделирования и оптимизации технологических процессов объёмной штамповки;
• SALOME — платформа для проведения расчётов МСС (подготовка данных — мониторинг расчёта — визуализация и анализ результатов);
• SolidWorks Simulation — семейство расчетных пакетов в среде SolidWorks (прочность, динамика, тепло, частотный анализ, газо-гидродинамика и пр.);
• SAMCEF — универсальная система КЭ анализа с пре-постпроцессором SAMCEF Field;
• Simmakers CAE Platform — программная платформа для выполнения численного моделирования физических и технологических процессов со встроенным пре-/постпроцессором.
• SimulationX — программный комплекс для моделирования и анализа динамики и кинематики автомобилей, индустриального оборудования, электро-, пневмо- и гидроприводов, ДВС, гибридных двигателей и т. д.
• STAR-CD — универсальная система МКО анализа с пре-/постпроцессором;
• STAR-CCM+ — универсальная система МКО анализа с пре-/постпроцессором;
• T-FLEX Анализ — универсальная система КЭ анализа с встроенным пре-/постпроцессором;
• CAElinux — дистрибутив операционной системы Линукс, включающий в себя ряд свободных САЕ-программ, в том числе OpenFOAM и SALOME.
• Универсальный механизм (UM) — программный комплекс предназначен для моделирования динамики и кинематики плоских и пространственных механических систем;
• ФРУНД — комплекс моделирования динамики систем твёрдых и упругих тел;
• MBDyn — система комплексного анализа и расчётов нелинейной динамики твёрдых и упругих тел, физических систем, «умных» материалов, электрических сетей, активного управления, гидравлических сетей, аэродинамики самолётов и вертолётов. * Распространяется на условиях лицензии GNU GPL 2.1.;