引子

"我就想吃个鸡腿！请不要给我一整只鸡，吃不起；也请不要让我自己孵蛋、自己养，等不起。就要一个鸡腿，可以吗？"

"肯定的！欢迎来到我们的吃鸡自助小店，喜欢啥，FEtch（拿）啥！"

有限元软件现状

有限元方法是认识世界的一把钥匙。它的应用领域非常广阔，在固体力学、流体力学、传热学、电磁学等领域，都发挥着十分重要的作用。

应用有限元方法和程序，当前不外乎以下三种情况：

• 购买和使用大型商业有限元程序；

• 独立开发和使用自己的有限元程序；

• 修改和应用从别处获得的有限元程序代码。

从使用者需求的角度来看，也可以粗略地分为两类：

• 对灵活性要求较高的，比如科研应用；

• 对灵活性要求不那么高的，比如大多数的工程应用。

对用户而言，软件只是实现目标的工具。目前有限元领域的软件工具可谓百花齐放，存在非常多的选择。每个软件都有自己的特色，也都有自身的局限性。在选择软件时，我们通常主要需要关注以下三个方面：

• 能否满足自己的需求；

• 软件价格是否合适；

• 学习成本能否接受。

话虽如此，如果没有高人指路，面对众多的软件，要做出一个合理的选择，也的确是一件费时费心的事情。

当前，国际上有大量功能强大的有限元软件包可供使用，如 ANSYS，ABAQUS，ADINA，MSC 等。这些鼎鼎大名的大型通用有限元软件已经占据了国内外很大的市场。在这种情况下，我们为什么还要推出 FEtch 系统呢？

FEtch 缘起

作为超级庞大的有限元工具箱，大型商业通用软件的可用范围极其广泛，但这也同时造就了它的缺陷。经过长年累月的实践，人们发现，尽管商业通用软件功能强大，使用方便友好，但是，在处理实际问题中的需求是千变万化的，这就导致了通用软件并不完全通用。比如，想修改程序的算法，想修改一下控制方程，甚至连想增加一个模型参数都很难做到。毕竟商业软件不是完全开放的，用户不能直接修改程序的源代码。尽管这些商业软件提供了二次开发的接口，并且在不断地进行升级，但是对于用户而言，它们始终是黑匣子。

不仅如此，由于其通用性，大型商业软件捆绑了太多对用户自身专业来说毫无价值的冗余功能。建模过程往往过于繁琐，前后处理的操作效率并不高，而且吃硬件。当前，人们正在逐渐改变对有限元工具的认知：越是艰深的东西，越没必要追求大而全。

此外，高昂价格，一套商业软件动辄上百万的购买费用，也不是一般用户所能承受的。这就直接导致了国内目前的 CAE 行业的窘境：大多数用户只能选择功能缩水、还可能携带着电脑病毒的盗版软件，关起房门来战战兢兢地用一下。

正因为如此，从大型商业软件出现之前直至现在，国内外许多学者都在针对各自的研究领域编写自用的有限元程序。这样，在研究中就可以随时根据需要而自由地修改代码，具有极大的灵活性和实用性。甚至一些具有共享精神的学者和机构还将程序源代码奉献了出来，给大家免费使用、测试。这就是开源有限元程序。

开源程序有效地弥补了商业闭源软件的缺点，极大地促进了有限元法的研究和普及。然而，这类开源程序往往缺少注解和说明文档，晦涩难懂，造成其他用户难以理解诸多的代码细节，对修改和使用程序造成了巨大的困难。应该说，学习成本过高是推广和应用开源程序的最大障碍。

此外，我们还必须清楚地认识到，软件越庞大，其出错的几率也就越大。卡内基梅隆大学的汉弗莱（Humphrey）通过对 13000 个程序的多年研究发现，平均而言，专业编程人员在他们编写的每 1000 行代码中会出现 100 到 150 个错误。开源程序大多都缺乏良好的测试和维护，代码正确性和可靠性是否过关也是需要用户慎重考量的。

基于对以上有限元软件现状的分析，我们开发的 FEtch 系统正尝试走出一条大型商业软件和开源软件的中间路线。它提供了一套完整的代码快速开发机制，用户只需按照有限元语言的格式，填写少量的脚本文件，就可以自动生成功能完善的 Fortran 有限元计算程序。经过近四十年的发展和修正，有限元语言已经日渐成熟，底层代码的可靠性有着充分的保证。这样，就可以使用户在一定程度上摆脱大型商业软件的封闭和笨重，也不用像使用常规开源软件那样，在纷繁芜杂的代码中穿梭，从而大大减轻了用户的编程负担，减少了出错几率。

从这个角度讲，FEtch 系统实际上具有高效地帮助用户构建有限元程序系统的能力，并且十分容易维护和修改。同时为了满足不同群体的需求，我们采用了阶梯定价的方式出售许可证。对于大多数用户来说，FEtch 的使用成本通常只有 ANSYS 和 ABAQUS 的万分之一到千分之一。因此，对于对软件的灵活性要求较高的科研人员、有限元程序内核的开发人员、有限元教学人员，使用 FEtch 系统是非常合适的。而对于注重研发和使用成本的企业用户，FEtch 系统同样为他们提供了一个更加安全和高效的工具选项。

我劝天公重抖擞，不拘一格降人才。实际上，任何使用有限元方法进行科学计算的用户，都可以根据需要创造性地来使用 FEtch 系统。

欢迎联系我们，以帮助您评估 FEtch 系统是否能满足您的需求。我们的技术团体将为您提供最实用的信息和建议，助力您实现专业有限元程序的私人定制。

扩展阅读

CAE 软件发展方向——通用和专用之争 - 知乎 

https://zhuanlan.zhihu.com/p/441088701

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