新一代工业软件“北达飞易”破茧而出

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新一代工业软件“北达飞易”破茧而出

来源：北京大学数学科学学院微信公众号

随着工业化、信息化和数字化的深度融合，先进制造和重大基础设施工程的分析和仿真亟需新一代工业软件，这迫切需要底层核心算法的原始创新和落地转化。面对新时代对先进工业软件的迫切需求，北京大学数学科学学院、北京大学大数据分析与应用国家工程实验室、北京大学重庆大数据研究院三方联手，在北京大学数学科学学院胡俊教授的带领下，成立了有限元工业软件及数值分析实验室。实验室经过近两年的研发工作，成功推出了具有自主知识产权的“北达飞易”软件，这是一款新一代有限元结构仿真分析软件，具有高精度仿真和数值求解能力。

工业软件由前处理、求解器和后处理三个基本模块组成，其中求解器是工业软件的大脑，底层核心算法是大脑的操作系统，是工业软件的灵魂。“北达飞易”以新一代有限元算法“胡张元算法”为底层求解器核心算法，将极大地节省网格剖分时间，提高软件性能，满足对软件的更高要求。“胡张元算法”是胡俊教授领衔的课题组的原创成果，它彻底解决了困扰该领域 50 余年的“弹性力学问题混合有限元方法的构造”这一关键科学难题，是有限元研究领域的重大突破。与传统的基于位移的有限元方法比，“胡张元算法”直接求解弹性结构的近似应力，具有近似应力精度高、能更好地满足平衡方程和应力边界条件、没有闭锁现象等与生俱来的优势。测试结果表明，该算法在非常粗的网格上就能达到很高的精度。

目前，“北达飞易”已与重庆长江轴承股份有限公司合作重庆市工业和信息化领域“揭榜挂帅”项目——面向轴承行业的国产 FEM 仿真分析软件。作为现代机械的关键零部件，轴承性能直接影响工业生产效率和质量。该项目将助力“北达飞易”软件进一步攻克轴承仿真领域的技术难题，为国家高端装备制造业发展贡献力量。未来，“北达飞易”软件将与航空航天、汽车、轴承等高端装备制造企业开展深度合作，通过行业实际仿真数据不断优化算法，使软件真正落地应用，为我国高端装备制造业提供强有力的支持。虽然已经取得了重要成果，但成果的转化和实际应用仍然需要继续努力，团队期待与更多高校专家、科研院所和产业界同仁合作，共同推动算法应用落地，为工业软件事业的进步发展提供支持，服务国家重大产业需求。

有限元工业软件及数值分析实验室由北京大学数学科学学院党委书记、教授胡俊，副教授吴金彪领衔，在北京大学数学科学学院、北京大学重庆大数据研究院、北京大学大数据分析与应用技术国家工程实验室的共同支持下成立。实验室致力于研发具有自主知识产权的高端 CAE 软件，为实现我国工业仿真软件自主研发、核心技术安全可控贡献北大力量。