CAE 软件怎么选型？CAE 软件模块功能对比

在产品研发数字化转型浪潮下，CAE 仿真已经成为产品性能验证、降本增效、缩短研发周期的核心手段。市面上 CAE 软件品类繁多，不同软件在前处理、后处理、求解器以及各物理场仿真能力各有侧重。很多企业选型时容易陷入 “只看单一模块，忽略全流程适配” 的误区。

 

 

 

一、CAE 选型

一套完整 CAE 工作流，分为前处理、求解器计算、后处理三大环节，再叠加不同物理场专业求解能力，选型需要逐项评估，不能只看某一项功能。

 

1. 前处理

前处理是仿真的根基，主要包含 CAD 几何导入、几何修复清理、网格划分、部件连接、材料赋值、边界条件设置。

 

评估重点：多格式 CAD 兼容性、复杂装配体破面修复能力、壳 / 实体 / 四面体 / 六面体网格质量、自动化网格、焊接螺栓等连接模拟、脚本自动化二次开发能力。

 

痛点：很多求解器软件自带前处理薄弱，复杂整车、整机装配体处理效率低，网格质量差直接导致求解报错、结果失真，需要独立高性能前处理工具做支撑。

 

2. 后处理

后处理负责读取求解结果，完成应力、变形、温度、流场、电磁场数据可视化、曲线提取、报告输出。

 

评估重点：多求解器结果文件兼容、云图、矢量图、动画生成、曲线计算、批量报告输出、大数据模型流畅显示。

 

痛点：部分软件后处理只能适配自家求解器，跨求解器结果读取困难，大模型卡顿，工程报告需要大量手动整理。

 

3. 求解器

求解器是仿真计算核心，不同物理场对应不同求解算法，分为结构求解器、电磁求解器、CFD 流体求解器。选型需要匹配企业实际仿真工况：线性 / 非线性、稳态 / 瞬态、大模型并行算力、HPC 高性能计算支持、GPU 加速、求解收敛稳定性。

 

 

 

二、各物理场仿真模块能力对比

1. 结构力学仿真

覆盖静力学、模态、NVH 振动、疲劳、碰撞冲击、拓扑优化、复合材料分析。

核心需求：线性静力、模态分析；塑性、大变形、接触等非线性；碰撞跌落显式动力学；结构轻量化优化；复合材料仿真。

不同软件差异：部分软件擅长线性模态振动，非线性能力不足；部分软件非线性强大，但前处理繁琐；还有工具侧重结构优化，适合产品轻量化迭代设计。

 

2. 电磁仿真

包含高频射频天线、EMC 电磁兼容、电机低频电磁、PCB 电磁分析，覆盖频域、时域多种求解算法。

核心需求：天线辐射、散射、电磁兼容；电机损耗、扭矩计算；芯片、PCB 电磁效应；电大尺寸模型计算效率。

选型要点：区分高频射频与低频电机，部分软件只擅长单一频段，混合电磁场景需要多算法混合求解能力。

 

3.CFD 流体散热仿真

包含通用外流场、内流场、电子产品散热、电池热管理、热对流共轭传热。

核心需求：整车气动、风机流场；PCB、机箱电子散热；电池热失控仿真；快速热仿真与高精度 CFD 两种模式。

选型痛点：通用 CFD 精度高但建模慢；电子专用热仿真建模快，但通用流体能力弱。很多企业同时存在通用流体 + 电子散热两类需求，需要兼顾两类工具。

 

4. 多物理场仿真

即多场耦合：流固耦合、电磁热耦合、热结构耦合、流体热结构联合仿真。

选型关键：软件能否实现不同物理场数据双向传递，耦合求解稳定性。部分软件单物理场很强，但耦合能力弱，需要手动导出导入数据，流程繁琐，误差大。

 

HyperWorks 是 Altair（现已归入西门子工业软件体系）的全栈 CAE 仿真平台，平台内置完善的前处理、后处理、多套求解器，一站式覆盖结构、电磁、流体、多物理场仿真，在汽车、轨道交通、航空航天、电子装备行业广泛应用。

 

1. 前处理模块 HyperMesh：行业标杆级前处理器，兼容几乎全部主流 CAD 与第三方求解器，强大几何清理、破面修复，支持壳、实体、CFD 网格，整车大型装配体、复合材料、焊接螺栓连接建模能力突出，支持脚本自动化，解决复杂模型建模效率难题。

 

2. 后处理 HyperView/HyperGraph：支持读取多品牌求解器结果，实现应力、振动、流体、电磁结果可视化，曲线运算、动画输出、自动化报告，摆脱只能适配自家求解器的限制。

 

3. 结构求解器：OptiStruct 擅长线性、模态、疲劳以及行业领先的拓扑、形貌、尺寸优化；RADIOSS 专注显式动力学，碰撞、冲击、跌落仿真，完整覆盖结构力学各类工况。

 

4. 电磁仿真模块：集成 Feko 电磁求解器，支持高频天线、EMC 电磁兼容、电大尺寸仿真；Flux 专注低频电机电磁仿真，完整覆盖高低频电磁业务场景Altair。

 

5. 原生 CFD 与多物理场：内置 AcuSolve 流体求解器，支持流固耦合、共轭传热，可完成流体、热与结构之间的多物理场耦合仿真，满足常规流体仿真需求。

 

随着 Altair 并入西门子工业软件，HyperWorks 平台不再局限原有流体求解器，可无缝对接西门子完整 CFD 产品矩阵，补齐从快速热仿真到高精度通用 CFD 的全谱系能力。

 

l Simcenter STARCCM+：通用多物理场 CFD 旗舰软件，一体化完成几何处理、网格、求解、后处理，擅长整车气动、电池热管理、多相流、燃烧等复杂高精度流体仿真，支持 GPU 加速，新能源汽车、工程机械行业大量使用，可和 HyperWorks 结构模型打通，实现强大流固耦合仿真。

 

l Simcenter FLOEFD：CAD 嵌入式 CFD 工具，直接嵌套在主流 CAD 软件内部，工程师不需要切换软件，快速完成设备散热、流体仿真，上手门槛低，适合产品设计早期快速迭代评估。

 

l Simcenter Flotherm：电子行业专业散热仿真软件，面向 PCB、芯片封装、服务器机柜、数据中心，拥有电子元器件专属库，笛卡尔网格，针对成千上万电子元器件的整机热仿真做深度优化，是电子设备热可靠性验证的标杆工具

 

CAE软件选型的核心并非单纯追求功能全面或精度极致，而是基于企业自身研发场景的精准适配。从业者需立足仿真全流程，从前处理建模效率、求解器计算稳定性、后处理可视化能力三大基础维度出发，结合结构力学、电磁、流体散热、多物理场耦合等不同仿真业务的核心需求，兼顾软件兼容性、算力适配性与实操易用性。

广州市智造软件科技有限公司是一家集 CAE 软件销售及服务、CAE 工程咨询、专业培训、软件二次开发与工程 AI 应用于一体的综合型专业服务商，专注于西门子Simcenter以及Altair仿真核心软件（HyperMesh、Optistruct、Inspire、Radioss、EDEM、Feko、Simcenter STAR-CCM+、Simcenter FLOEFD、Simcenter Flotherm、Amesim等CAE软件，是原厂核心代理商。