谈谈如何成为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。

　　首先来说说教育。
　　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，而不是某个具体专业方向;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。

　　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。

　　再来说说仿真。
　　当我们从经典方法步入数值计算，最大的障碍不是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技术人员来说，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。我自己也在做应用工程师和学校也写了很多程序，最大的问题，一是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。

　　其次，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。

　　来源：有限元科技公众号(ID：Featech)