仿真是什么？仿真计算要关注哪些数据？

1、仿真计算的本质

仿真计算本质上是在解方程，解偏微分方程。所有仿真软件中，通过GUI或者关键词程序的方式，输入各项参数，实际上就是在给很多公式填参数。

海量的节点使用同样的公式计算，自然会使用矩阵理论计算，矩阵理论就是专门做这种海量联立方程式的专业数学工具。

有限元思想本身是将物理问题转化为数学问题，目前发展成熟的仿真软件又将数学问题在内部处理后，在GUI中展示为物理表现，导致大多数硕士生跳过了数学问题，直接是物理——物理，难以理解其中的很多内容，感觉是空中楼阁。

2、概念理解

高中的时候，物理里的滑块大家都学过，滑块都是等效为质点的，那如果不是质点呢？如果不是滑块呢？将一个结构等效为质点是极度的简化思维，那么自然的，不进行过度简化，将一个结构等效为多个质点，非常多的质点，质点之间用刚性杆连接，就是一个复杂的球杆结构。一个或多个节点受力分析之后再通过刚性连接传导到附近的节点。

仿真中的网格，就是将结构“微分”化，用有限的、确定的、微分的单元，计算这些单元组成的系统，进而获得现实结构的近似解，因此单元的尺寸越小，微分的程度越高，近似计算的精确度越高。过去没有仿真软件的时候，就是通过对结构图纸“画格子”分解，和今天软件里的划分网格是一个意思。

3、仿真软件的结构

前处理：

将填参数+画格子的过程通过GUI的方式呈现出来，就是今天各种仿真软件的前处理。

求解器：

对所有填好参数的公式进行计算，就是仿真软件的求解器的作用。

后处理：

将所有计算结果进行处理，加工成图示和曲线，就是仿真软件的后处理。

4、关注哪些数据？

节点就是现实结构分割为许多单元时的分割点，两个节点之间的连接关系是刚性的。两个节点只有二维空间上的距离关系。多个节点自然是三维空间上的距离关系。

仿真计算是模拟“变化的量”对系统的影响。

力

通常的结构分析中，“变化的量”就是载荷，就是力。

位移量、变形量

力对一个节点的影响就是位移量，力对多个不同位置的节点的影响就是变形量。

时间>加速度

考虑时间的时候，位移+时间就可以计算加速度。

质量>能量

考虑质量的时候，E=mv^2，质量+速度就可以计算能量。