把梁单元练到极致会怎么样

《天龙八部》中有个精彩的情节，虚竹大战鸠摩智。鸠摩智是个技术狂，强大的学习能力和极高的悟性，且醉心中原武学。少林七十二个研究方向，他号称皆通，左一个“大智无定指”，又一个“寂灭抓”。连少林僧人都看呆了，我们自己都么学会的绝技，鸠老师真全都会呀，特聘教授来不来。然而虚竹只一招入门级“黑虎偷心”基础课（几乎人人都会），就和鸠教授打的有来有回，不相上下。

在工程领域，这样的例子很多。用看似简单的模型，解决很多急迫的问题。比如我之前谈的很多的结冰软件，国内的研究动辄就是三维流场、网格重构、各种湍流模型、各种高端热力学模型、冰生长模型。然而，实际上一个能用的都没有。我针对不是谁，我说的是在坐的各位。NASA的软件，就老老实实的面元法，二维是这样，三维还是这样，却能算的又快又准，软件界面做的还很朴素，朴素到这些图要是用来申报基金奖项，能分分钟被评审过滤掉。

近些年学术界的内卷不只是体现在“非升即走”上，更多的体现在越来越多的人把精力放在“好看但实际上没什么卵用”的研究上。一个个在ppt和论文里面，舞刀弄的煞是好看。真到用的时候，都是马老师，大意了，没有闪，用脸准确地接招，然后躺倒。比之鸠摩智差远了，鸠教授有真本事，关键是真爱学术，真的在努力。自从国外封锁收紧起，国内关于工业软件的讨论一时甚嚣尘上。大家一面喷国外不地道，一面又自觉这玩意开发难度之大。给的建议无外乎，国家赶紧投钱，假以时日，咱们也能练成。持这种论调的，大部分都是等着拿钱的，然后糊弄一通，开个评审会了事。那个圈子里，人还是那些人，从上游放水下来，还是被他们喝净。要想干成这个事情，第一个事情就是改道。所谓不换思想就换人，实际上换思想的难度远大于换人。为什么明朝，一会锦衣卫，一会东厂，一会西厂？说到底，一个破烂的生态一旦形成，试图再这个生态上修修补补以完成自己的目标，几乎是不可能的。那么能做的最优选择，就是绕过他，替换他，或者，打掉他。扫帚不到，灰尘不会自己跑掉。

扯远了，书归正传。有这样一类有限元软件，从技术层面看它，仿佛一周就能做出来，然而至今国内仍没有走出关键性的性的一步。

玩出花来的梁单元软件

管道系统是石油、化工、电力等领域基础系统。经过多年的发展迭代，这类系统的基础元件已经大体定型，直管、弯头、三通、阀门、法兰等等元件都有相当的标准。我在没有了解这个领域之前，曾经设想过，如果给我一套管道系统，基于我自己仿真的能力，进行有限元分析，能不能搞定？结论是：可以，但是会比较费劲。我会用壳单元模拟管道，实体单元模拟阀门等复杂构件，必要的时候全部实体化也可以。然而这样以来，对于复杂的管道模型，我需要花费大量的实际在前处理工作中。

有没有更快更方便的方法？以CAESARII为代表的管道应力分析软件，给出了肯定的答案：梁单元。

无论管道里面有啥元件，都给它变成梁，管道是梁，阀门是梁，直的是梁，弯的也是梁。区别只在于：针对相应的元件特点，对梁单元进行不同程度的修正。所以说，我们可以把他看出一个梁单元库软件。根据这个设定，所有的载荷也都往梁单元适用的方面转化。稍微有些麻烦的载荷，干脆不转换，直接在最后的结果里面修正。心有多大，路子就有多野。

面向工程大于一切

光路子野是没有前途的，关键是还要有用，要实用。CAESARII这类软件把行业标准、设计流程、材料库等等集成起来，工程人员简单的操作，就能快速得到自己关心大部分结果。经过工程考验那些梁单元的修正方法也越来越准。作为一个有限元仿真软件，你可以不用关心网格、不用操作工况组合，不用做复杂的后处理，这样的软件谁不爱？有限元法自诞生之日起，就是为了解决工程实际问题。工业商用仿真软件发展今天，已然是庞然大物，仿佛不可撼动，各种理论眼花缭乱，无形中阻碍了大家深入探索的步伐。能在网上找些案例，搞搞二次开发，就能拿到学位，谁愿意费劲巴拉搞求解器？甚至大部分这个方向毕业的硕博士，连有限元的基本原理都模棱两可，大家都是好的软件使用者，却不明其理。这种现状也极大阻碍了国内仿真软件开发的种子的培育。即便你幸运的做出来一些初级的仿真工具，很大程度上也只能局限于自娱自乐。不是每个人都有机会把自己的软件用在工程实际上，也很少能有资金支持他们继续完善自己的软件。网上很多人用仿真软件算出各种奇幻的效果，毛毛虫爬动、吹气球等等，仿佛工业软件真的除了生孩子啥都行。然而真到工程实际中，大部分的人连强度值都算不准，本末倒置。我记得之前工作面试了一家国内有名的国有研究单位，他们也在开发工业软件。我报的是固体力学方向，对方告知我人员已满，可以去流体方向。流体那边上来就聊雾化、粒子运动。我直接呆住了，您们的软件能把基础的气动算准吗？到现在有产品出来吗？能算过FLUENT还是CFX?上来就是往虚无飘渺的方向练，飞机飞不飞我不知道，反正这帮人已经飘到天上了，靠点谱行吗？后来一想也对，单纯说自己算流场参数估计也申请不到经费，工程学术界的老通货膨胀了。回到我们的梁单元软件。如果让你来开发一个这样的软件，初级版的，需要多久？噢 ，对了，CAESAR II软件的CAESAR，中文名是凯撒。

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