CAE云平台，让结构仿真更高效
腾讯云、阿里云、百度云，“云计算”这个概念借由媒体已经家喻户晓，可
是“云计算”到底是什么呢？比尔·盖茨曾在一次演讲中称，个人用户的内存只
需640K足矣；IBM的创立者托马斯·沃森则表示，全世界只需要5台电脑就足
够了。这些说法的背后隐含着什么样的含义呢？今天带着这些问题，我们就一起
来聊下“云计算”，并谈谈“云计算”在仿真领域的应用。
——题记
云计算（cloudcomputing）是一种基于因特网的超级计算模式，在远程
的数据中心里，成千上万台电脑和服务器连接成一片电脑云。因此，云计算甚至
可以让你体验每秒10万亿次的运算能力，拥有这么强大的计算能力可以模拟并
求解工程领域的复杂大型问题。用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中
心，按自己的需求进行运算。
一、云计算加速仿真技术发展
随着全球制造业的发展和科学技术的不断进步，仿真软件已成为现代产品研
发流程中必不可少的分析工具。2017年，国家工业和信息化部发布的《云计算
发展三年行动计划（2017-2019年）》明确指出：计划从提升技术水平、增强产
业能力、推动行业应用、保障网络安全、营造产业环境等多个方面，推动云计算
健康快速发展，这意味着基于云计算的仿真技术正迎来新一轮发展高峰。
1、结构仿真技术
仿真技术利用数学模型复现实际系统中发生的本质物理过程，并通过分析系
统数学模型来研究实际系统或设计新系统，这大大节约了实际工程设计和试验过
程耗费的人力物力，带来巨大的社会经济效益。当前，仿真技术的应用领域已从
五六十年代的航空航天、电力、化工等传统工程领域逐步拓展并日益广泛地应用
于社会、经济、生物等新领域。
CAE在不同领域的应用
结构仿真作为仿真技术的一个重要分支，常用于静载荷下的结构强度、刚度
分析；考虑惯性载荷的高速冲击、跌落、碰撞等分析；基于结构模态下的振动、
频响与噪声分析等，仿真范围涵盖：静力学仿真、运动学仿真、动力学仿真、热
仿真、寿命分析等。
汽车碰撞与机翼模态分析
2、衍生云平台仿真
随着云计算的快速发展，基于云计算理念的仿真平台已成为当下仿真技术的
主要发展方向之一。在结构方面，传统仿真采用的均是客户端软件方式，基于云
计算的结构仿真，不仅改变了传统的仿真应用流程，还大幅降低了仿真技术的门
槛，用户借助“云”技术真正实现了仿真技术的共享。
作为一家始终倡导与贯彻软件自主研发的软件企业，索辰CAE云平台基于
标准的Web浏览器进行开发，利用云计算结合先进的仿真技术，帮助用户更好
地设计产品。借助索辰CAE云平台，用户可以随时随地进行模拟仿真，无需下
载安装软件，在任何一台电脑上都可以打开网页进行仿真分析。
二、索辰云服务技术背景
索辰CAE云平台基于高可靠性的有限元分析法，采用先进的数值计算和处
理技术，为客户提供高质量、高效率的服务。
1、有限元分析法
有限元分析（FEA,FiniteElementAnalysis）是工程领域的一种数值分析
方法，它通过对工程问题进行数学建模并建立系统方程，把复杂巨大的问题通过
域的划分分解为一个个小的子域，每个子域又对应一个系统方程，这个子域可以
继续划分，如此采用循环迭代的方法，实现大型问题的小型化。为工程领域的复
杂大型问题提供具有高准确性的近似解。
2、数值计算
数值计算在有限元软件的分析过程中占据最多时间，主要包括直接法和迭代
法两类。
（1）直接法
?LU分解：假设矩阵A的n-1个顺序主子式不为0，那么矩阵A可以唯一地
分解为一个下三角矩阵L和一个上三角矩阵U的乘积，即：
A=LU
分解的一般形式为
?
= ? =?? ? ?