一、定義與原理基礎(chǔ)

有限元分析法（FEM）作為一種強大的數(shù)值分析手段，旨在解決復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)難題。其核心原理是將復(fù)雜結(jié)構(gòu)離散化為眾多微小的有限元素，這些元素相互連接構(gòu)成對原結(jié)構(gòu)的近似模擬。例如在分析橋梁結(jié)構(gòu)時，可把橋梁主體劃分成大量三角形、四邊形等形狀的有限元。

對于每個有限元，依據(jù)其特性和物理規(guī)律假定一個相對簡單且合適的近似解，常采用多項式函數(shù)等形式來描述單元內(nèi)的物理量變化，如位移、應(yīng)力等。隨后，基于結(jié)構(gòu)整體必須滿足的物理條件，像力的平衡、位移的協(xié)調(diào)等，建立起包含所有有限元的大型方程組并求解。由于實際工程結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，難以獲取精確解析解，有限元法得到的雖是近似解，但通過合理控制有限元的尺寸、形狀和數(shù)量等，能達到較高的計算精度，從而有效處理各類復(fù)雜形狀和工況下的結(jié)構(gòu)分析問題。

二、在研究中的優(yōu)勢

可處理復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)，計算精度高。

三、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

應(yīng)用于機械、土木、工藝、工業(yè)、工程、光學(xué)、聲學(xué)等領(lǐng)域。

四、常用仿真軟件

COMSOL、Abaqus、Fluent、Ansys、FDTD等。

五、計算內(nèi)容詳情

電磁相關(guān)仿真：電場、磁場、電磁耦合、磁熱耦合、電機、射頻微波等。

結(jié)構(gòu)相關(guān)仿真：接觸分析、非線性分析、振動、疲勞、傳熱、裂紋、碰撞分析等。

光學(xué)、聲學(xué)仿真：光學(xué)仿真、聲學(xué)仿真等。

流體相關(guān)仿真：多相流體、導(dǎo)熱換熱散熱、組分運輸、流體流動、相變、管道阻力等。