为了提高我系师资力量与科研水平，让师生们对CAE软件有更深的了解。能源与动力工程系特邀北京大学刘谋斌教授于12月4日下午15:00在综三阶举办了以“CAE软件开发与数值模拟仿真”为题的主题讲座。教师党支部书记侯红，我系部分教师和18级全体学生、建筑环境与能源应用工程1902班参加了本次讲座。

本次讲座主讲人刘谋斌教授，现任北京大学工学院教授，北京大学海洋研究院研究员。主要从事计算（流体）力学、流固耦合力学、多尺度与多向流动及先进制造数值模拟与仿真相关的研究与教学工作，出版英文专著四部，在《Journal of Computational Physics》《Physics of Fluids》等期刊上发表过一百多篇论文，获得了国内外的认可。

第一讲刘教授用“什么是工业软件？”引入主题，后详细介绍工业软件的市场规模和内涵，主要对工业软件的体系及工业软件发展的现状和瓶颈等方面进行讲解。

1、工业软件大致分为设计研发、信息管理、生产控制管理、工业嵌入式软件和工业集成平台五大类、几十种细分门类，不同企业参与不同环节。

2、工业软件行业空间广阔，市场需求旺盛，已经孕育多家全球性巨头。我国行业工业软件市场规模增速稳步上升。2019年国内工业软件市场规模约为2000亿元，未来几年市场增速维持16%左右，是全球工业软件市场增速的三倍以上，预计2021年将达到2600亿元左右。

3、我国是全球第一大工业园。2011年我国以美元计价的工业增加值首次超越美国，成为世界第一大工业国，并且一直稳居第一。我国拥有世界上最齐全的工业体系，包含41个工业大类、207个中类、666个小类。不同的工业产品形成了我国的工业软件产链。

第二讲刘教授对CAE软件的概况、CAD数字化设计、国内外CEA软件发展历史和发展态势等方面进行具体阐述。

1、CAE→数字化仿真（网格→力学分析→优化），CAE是基于计算机技术对产品进行的有限元分析，在以这样的基础做设计研发的中端环节并提供数字化仿真验证。这是最成功的工业软件之一，是当代所有工程结构设计分析都离不开的力学分析软件。

2、CAD:是基于计算机技术对产品设计的软件系统，包括2D和3D两大门类。CAD软件让产品实现数字化设计，在不同领域拥有更专业化的产品。比如：建筑行业2D设计主要使用AutoCAD，机械设备3D设计主要使用SolidWorks。3、CAE软件在国内和国外都有持续的发展史。在国内60年代数学家冯康给出了有限元法的数学证明，70年代钱令希教授提出“结构力学中的最优化设计论”，在2007年，《关于发展事关国家竞争力和国家安全战略的CAE软件产业的建议》出台，自此国内自主知识产生如CAE等一批软件开始崭露头角，逐渐拉开了与国外CAE软件的距离。

第三讲主要内容为SPH数值仿真背景和发展，通过介绍北京大学SPH数值仿真技术的概况展开具体阐述。

1、北京大学在CAE软件的众多环节，具有良好的基础，优秀的团队、国内领先优势。计算流体力学软件BXCFD2.0已经应用于商发、商飞。很好的应用在计算流体与固体力学核心算法（网格优化与自适应、矩阵快速求解、粒子模拟法）。

2、SPH数值仿真背景：多介质强耦合问题分为水动力学和爆炸冲击（常见于军事领域）有很多科学共性问题，比如强动载，强非线性，强耦合效应。SPH方法有拉格朗日，无网格，粒子的方法。兼具有限元和有限差分等方法的长处，适合模拟大变形，自然追踪运动界面，被视为“下一代计算方法”。但SPH相关理论基础薄弱计算精度较低，需要继续探索与发展。

3、对于SPH方法研究方面，SPH方法研究方面1，建立了SPH核近相似理论，出版了国际上第一步SPH英文专著，第一个SPH开源代码下载了6000多次得到了广泛的应用。SPH方法研究方面2，发展了系列关键SPH算法与模型类似于光滑长度自适应算法的方法。SPH方法研究方面3，所发展的SPH算法与模型被LS-DYNA等众多著名软件采用，并首次在亚洲举办了SOHERIC国际会议。

4、SPH数值仿真主要方面为水动力学包括自由液面流动、流固耦合两方面。自由液面流动围绕自由液面流动溃坝、流浪撞击自由射液展开。

刘教授的讲座结束后，教师党支部书记侯红对此次讲座做出总结，她指出：梁院长邀请北大教授来我校进行一年两次的专业主题讲座对我校有着重大意义。刘教授带着前沿的科学知识来我校展开讲座，提高教师教学工作质量的同时完善了教学理念，对学生关心的未来职业规划也有切实的指导意义。希望通过这次的主题讲座，可以开阔大家的科学视野，主动走进科学的海洋中，捧起手中书本，不断提升自身的软实力，坚定自己的未来梦想之路。

能源与动力工程系

分团委学生会

2020年12月4日