概述与历史沿革

CAE（计算机辅助工程）软件是一种强大的工具，旨在通过先进的计算方法来模拟和预测工程设计的性能。这类软件自20世纪60年代起伴随计算机技术的崛起而兴起，最初主要用于结构力学的有限元分析，代表性软件如ABAQUS和ANSYS。随着时间推移和技术迭代，CAE软件逐渐渗透到更多工程分支，不仅限于传统的结构分析，还包括流体力学、热传导、电磁场等多个领域。随着三维建模技术的成熟以及80年代图形处理技术的进步，CAE软件实现了更为直观的三维可视化功能，使得复杂的设计和分析过程变得更为透明易懂。

进入21世纪，CAE软件更趋集成化，不仅能处理单一物理场的问题，还能进行多物理场耦合和多学科综合仿真，有助于解决实际工程中相互关联的复杂现象。与此同时，网络化和云计算技术的融合使CAE软件突破地域限制，工程师可在任意地点利用云端资源开展设计和分析工作，从而大幅提升工作效率。

Infographic: Computational Science & Engineering Building Blocks

rescale.com

当前，CAE软件不仅是现代工程设计流程的核心组成部分，而且随着人工智能和大数据技术的深度融合，其功能和智能化程度正在不断提升，有力推动着工程技术向更高层次迈进。

V模型视角下的CAE在汽车行业的作用

在遵循V模型的汽车开发流程中，CAE软件扮演着至关重要的角色，贯穿从概念设计、详细设计到验证测试的各个环节。不同的CAE软件分别服务于车辆安全性、NVH（噪声、振动与不平顺性）、碰撞模拟、空气动力学性能优化、热管理等多个专业技术领域，确保汽车产品的高品质与高性能。

根据V模型，在汽车开发过程中涉及到不同领域和软件

https://www.researchgate.net/

国际权威组织NAFEMS

作为CAE领域的重要推手，NAFEMS（国家有限元方法与标准机构）是一个全球范围内的非盈利组织，成立于1983年，总部设在英国，拥有来自全球各地的1000多个会员单位。NAFEMS的核心使命是促进工程仿真与CAE技术的标准化、教育培训、技术交流与国际合作。

通过举办研讨会、培训班、技术大会等活动，NAFEMS搭建了一个共享知识、增进交流的国际平台。不仅如此，该组织还制定了大量的技术指南、行业标准和最佳实践案例，为工程师和科研人员在CAE实践中提供专业指导。加入NAFEMS的成员不仅可以及时掌握最新技术动态和行业趋势，还可以通过合作网络增强自身的工程仿真能力和市场竞争力。

全球CAE软件公司

开源CAE软件的价值与挑战

开源CAE软件在工程界中引发了热烈讨论，它的出现既带来了机遇也伴随着挑战。开源软件凭借免费获取、高度可定制和透明开放的特点，为许多开发者和使用者提供了极大的灵活性。然而，对比商业CAE软件，开源软件可能在用户体验、售后服务、公认的最佳实践、基准测试、详尽文档、正规培训以及未来规划等方面存在不足。

尽管如此，开源CAE在虚拟原型设计领域的价值不容忽视，尤其在学术研究和特定项目中，开源软件的应用可以降低初期成本、鼓励创新思维，并通过社区共建的方式推动工程技术的边界向前拓展。未来的开源CAE发展将有望弥合现有差距，结合工业界和学术界的共同努力，塑造一个更加开放、普惠和高效的工程仿真环境。

Source: CFD support

CAE OPEn Source Simulation Solvers

Basilisk	http://basilisk.fr/
Calculix	http://www.calculix.de
CaNS	https://github.com/p-costa/CaNS
Cast3M	http://www-cast3m.cea.fr/index.php
code_aster	https://code-aster.org
code_saturne	https://www.code-saturne.org/cms/web/
Coolfluid	https://github.com/andrealani/COOLFluiD
deal II	https://www.dealii.org/
DualSPHysics	https://dual.sphysics.org/
Elmer	https://www.csc.fi/web/elmer
FDS	https://pages.nist.gov/fds-smv/
FeenoX	https://seamplex.com/feenox/
FEniCS	https://fenicsPRoject.org
Firedrake	https://firedrakeproject.org/
Flexi	https://www.flexi-project.org/
Fluidity	https://fluidityproject.github.io/
foam-extend	https://sourceforge.net/projects/foam-extend/
FreeFEM	https://freefem.org/
GetFEM	http://getfem.org/
GetDP	https://getdp.info/
Gerris	http://gfs.sourceforge.net/wiki/index.php/Main_Page
Goma	https://www.gomafem.com/
Gridap	https://github.com/gridap/Gridap.jl
HiFiLES	https://hifiles.stanford.edu/
IC-FERST	http://multifluids.github.io
insightCAE	https://silentdynamics.de/en/oss-cae/
Kratos	https://github.com/KratosMultiphysics/Kratos
lethe	https://github.com/lethe-cfd/lethe
Liggghts	Liggghts
MFix	https://mfix.netl.doe.gov/
MFEM	https://mfem.org/
MFront	https://thelfer.github.io/tfel/web/index.html
MODFLOW	https://www.usgs.gov/software/modflow-6-usgs-modular-hydrologic-model
MOFEM	http://mofem.eng.gla.ac.uk/mofem/html/
Nek5000	https://nek5000.mcs.anl.gov/
Nektar++	https://www.nektar.info
NGSolve	https://ngsolve.org/
Nutils	http://www.nutils.org/en/stable/
ONELAB	http://onelab.info/wiki/ONELAB
OOFEM	http://www.oofem.org/
OpenFOAM.com	https://www.openfoam.com
OpenFOAM.org	https://www.openfoam.org
OpenLB	https://www.openlb.net/
OpenModelica	https://openmodelica.org/
OpenPTV	https://www.openptv.net/
OpenRadioss	https://www.openradioss.org/
OpenSBLI	https://opensbli.github.io/
PALABOS	https://palabos.unige.ch/
PARIS Simulator	http://www.ida.upmc.fr/~zaleski/paris/
PrePoMax	https://prepomax.fs.um.si/
PyFR	http://pyfr.org/
QMesh	https://www.qmesh.org/
Range	https://www.range-software.com/
REEF3D	https://reef3d.wordpress.com/
ROSS	https://ross.readthedocs.io/en/latest/index.html
Semtex	Semtex
SfePy	http://sfepy.org/doc-devel/index.html
Sparselizard	http://www.sparselizard.org/
SU2	https://su2code.github.io
UCNS3D	https://ucns3d.com/
Xcompact3d	https://github.com/xcompact3d
Z88	https://en.z88.de/

CAE Mesh creatio

CFmesh	https://sourceforge.net/projects/cfmesh/
Construct2d	https://sourceforge.net/projects/construct2d/
ENGRID	https://github.com/enGits/engrid/wiki
GMSH	http://www.geuz.org/gmsh/
Netgen	https://sourceforge.net/projects/netgen-mesher/
snappyHexMesh (OpenFOAM)	https://www.openfoam.org
Tetgen	http://wias-berlin.de/software/tetgen/
Triangle	http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.html

CAD, geometry operations, preprocessing

Blender	http://www.blender.org/
DeclaraCAD	https://declaracad.com/
DesignSPHysics	https://design.sphysics.org/
FreeCAD	https://www.freecadweb.org/
LibreCAD	https://librecad.org/
JSketcher	https://github.com/xibyte/jsketcher
MeshLab	https://www.meshlab.net
OPEN CASCADE	https://www.opencascade.com/
OpenSCAD	https://openscad.org/index.html
OpenVSP	http://openvsp.org/
PyGeM	https://github.com/mathLab/PyGeM
QBlade	https://qblade.org/
QCAD	https://www.qcad.org/en/
Salome	http://www.salome-platform.org
SUAVE	https://suave.stanford.edu/index.html
TiGL	https://dlr-sc.github.io/tigl/

CAE Postprocessing

Gnuplot	http://www.gnuplot.info/
ParaView	http://www.paraview.org/
VisIt	https://visit-dav.github.io/visit-website/

Math & data analysis

GeoGebra	https://www.geogebra.org/
GNU Octave	https://www.gnu.org/software/octave/
OpenTURNS	https://openturns.github.io/www/index.html
Scilab	https://www.scilab.org/

CAE Scripting

Bash	https://en.wikipedia.org/wiki/Bash_(Unix_shell)
Python	https://en.wikipedia.org/wiki/Python_(programming_language)
Get into Python	https://jobtensor.com/Tutorial/Python/en/Introduction
preCICE	https://precice.org/