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你可能喜欢[转载]血管支架设计中的有限元分析技术
　　前几天在《微创评论》上看到一篇有关有限元分析技术在血管支架设计中应用的文章，非常不错，为了与大家一起分享，又苦于没有电子版，所以凭自己每分钟65-70字的打字速度，将这篇文章在不到30分钟内摘录了下来，一起来学习吧。
　　据世界卫生组织统计，全球每年有1670万人死于心脑血管疾病，其中死于心脑血管疾病的720万，脑中风的550万，心脑血管疾病的治疗与预防已经引起了越来越广泛的注意，是大部分国家与地区健康政策所优先考虑的问题。治疗心脑血管疾病的传统手段是进行药物疗法和外科手术，药物疗法在轻度动脉血管狭窄情况下有效，对重度狭窄（50%）则有效性差。而外科手术如治疗冠心病的搭桥手术和治疗颈动脉狭窄的颈动脉内膜切除术（CEA）的风险高，手术难度大。
　　目前血管支架技术用于治疗血管狭窄的有效性、安全性在临床应用中得到了广泛的认可，形成了广阔的市场需求。
血管支架系统
1血管支架材料
　　血管支架为了能够长期限放置在病人体内，对支架的材料有一定的要求，如材料要具有良好的生物相容性。目前血管支架所使用的材料主要可分了三种：医用不锈刚３１６Ｌ、钴基合金以及形状记忆镍钛合金，其他如可降解材料和镁合金等材料正处于研究阶段。
２血管支架系统
　　血管支架系统可以分成两部分：血管支架和输送器。血管支架按照所适用的血管部位分为：冠脉支架、颈动脉支架、外周血管支架等。按照支架释放方式的不同，支架又可分为球扩支架和自膨胀支架。
　　血管支架经压握到球囊（球扩支架）或压握进鞘（自膨胀支架），由输送系统输送到病人的病变部位，然后支架释放，把狭窄的血管壁撑开，保持血流畅通。支架的加工、压握等过程会在支架内产生应力应变，如果支架的结构设计不良，导致局部应力过于集中，就可能会在释放时或使用过程中发生断裂。
　　由于血管支架是要长时间放置于病人体内，经常要受到血管的循环压力，以及弯曲、扭曲等各种外力作用，需要保证支架在此过程不会碎裂和损坏。通常进行支架的加速疲劳测试莱难其使用寿命，但效率低，可以通过有限元疲劳分析来估计支架的性能。
国内外研究现状
　　支架设计有限元分析的主要研究内容大致包括：研究支架大变形过程中的接触、非线性材料性质、大位移、加载技术，以及支架与血液、血管壁的相互作用、药物支架的药物释放时间等。
　　有限元分析通常借助计算机软件完成，比较著名的工程软件有ＡＮＳＹＳ，ＭＡＲＣ，ＡＢＡＱＵＷ等。
　　目前血管支架的有限元分析技术在国内外已经进行了较长时间，研究已经很深入了，很多高校和企业者在做。
　　支架有限元分析按照研究对象的不同大致可以分成以下几个类别。
１支架和输送器系统
　　这是针对支架本身的设计以及压缩进入输送系统后的应力分布状况进行的有限元分析，比如，镍钛合金支架经过热处理过程扩张达到目标尺寸一般需要经过定型热处理，每一步处理结束后可能会引入残余应力，从而对支架的使用寿命产生影响。支架压缩到输送器内，经输送到体内后自释放，支撑住病变部分，美国ＦＤＡ要求支架的作用寿命在１０年以上。
　　通过对支架建立有限元模型，进行加载分析，可以得到支架压缩和扩张后的应力分布情况，并进一步对支架应用ＧoodMan准则进行疲劳分析，并且还可以针对应力集中的位置进行设计优化，消除应力集中，处长支架的使用寿命。
２血管与支架的融合计算
　　支架在血管内扩张的时候，由于结构的差异，会对血管壁造成不同的损伤。支架应力越是集中的地方，一般就越会对血管壁造成损伤，而血管壁损伤会引起再狭窄，所以要对支架放置在体内后与血管的相互影响作出分析，以便于优化支架结构，指导支架的结构设计。
　　血管壁的有限元模型相对来说比较困难，因为没有一种材料可以精确描述血管壁的属性，所以如何精确机械属性是有限元分析结果是否准确的难点，这其中还包括对病变部分的模拟。比较简单的情况是把血管壁简化成一个圆筒状的管子，分成几层，并把各层想象成各向同一的材料，选择较低弹性模量的材料来代表。
３药物支架
　　为了解决裸支架使用过程中遇到的再狭窄问题，在普通支架上采用技术手段加上药物涂层，通过药物的释放来控制血管壁的再生，这就是药物支架的来源。如何控制药物的释放速度和密度，这也是有限元分析的一个目的，通过分析，可以找到更为理想的药物释放控制方案。
４流体动力学在支架设计中的应用
　　血管的流动对于放置在血管内的支架必然会产生影响，同时支架也会阻碍血管的流动。比如用于治疗腹支脉瘤的ＡＡＡ支架，如果结构不合理或放置的位置不当，就很容易发生移位，可能会潜在地引发动脉瘤破裂甚至死亡。
５支架的结构优化
通过对支架的结构进行有限元分析，可以知道支架的应力分布，对于应力过于集中的部位，可以采取措施进行结构优化，然后重新进行有限元分析，看是否达到了预期目标，现在这一切都可以用有限元分析的手段来实现，通过合理高定参数及范围，有限元分析程序可以自动为我们发现最佳参数，从而大大架快了研发进程。
　　心脑血管疾病是人类健康和生命的第一杀手，传统的手术治疗由于难度大，风险高等缺点，逐渐将被微创介入治疗所替代。有限元分析技术的应用极大地加快了医用支架的研发进程，并且提供了安全保障。
　　由于血管支架的有限元分析涉及的范围相当广泛，企业在这方面更应该加大投入，提高重视程度，只有在支架设计过程中积极使用有限元分析技术，才能更快地提高支架设计水平，促进中国医疗器械行业的发展。
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CRTER医学植入体研究项目组编辑
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以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。基本简介/有限元
简介有限元英文：Finite Element是随着的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法。它是50年代首先在领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、等连续性问题。分析计算的思路和做法可归纳如下：物体离散化将某个工程结构离散为由各种单元组成的计算模型，这一步称作剖分。离散后单元与单元之间利用单元的节点相互连接起来；单元节点的设置、性质、数目等应视问题的性质，描述变形形态的需要和计算精度而定（一般情况单元划分越细则描述变形情况越精确，即越接近实际变形，但计算量越大）。所以有限元中分析的结构已不是原有的物体或结构物，而是同新材料的由众多单元以一定方式连接成的离散物体。这样，用有限元分析计算所获得的结果只是近似的。如果划分单元数目非常多而又合理，则所获得的结果就与实际情况相符合。
特性分析/有限元
A、选择位移模式有限元在有限单元法中，选择节点位移作为基本未知量时称为位移法；选择节点力作为基本未知量时称为力法；取一部分节点力和一部分节点位移作为基本未知量时称为混合法。位移法易于实现计算自动化，所以，在有限单元法中位移法应用范围最广。当采用位移法时，物体或结构物离散化之后，就可把单元总的一些物理量如位移，应变和应力等由节点位移来表示。这时可以对单元中位移的分布采用一些能逼近原函数的近似函数予以描述。通常，有限元法我们就将位移表示为坐标变量的简单函数。这种函数称为位移模式或位移。B、分析单元的力学性质根据单元的材料性质、形状、尺寸、节点数目、位置及其含义等，找出单元节点力和节点位移的关系式，这是单元分析中的。此时需要应用弹性力学中的几何方程和物理方程来建立力和位移的方程式，从而导出，这是有限元法的基本步骤之一。C、计算等效节点力物体离散化后，假定力是通过节点从一个单元传递到另一个单元。但是，对于实际的连续体，力是从单元的公共边传递到另一个单元中去的。因而，这种作用在单元边界上的表面力、体积力和集中力都需要等效的移到节点上去，也就是用等效的节点力来代替所有作用在单元上的力。
单元组集/有限元
定义利用结构力的平衡条件和边界条件把各个单元按原来的结构重新连接起来，形成整体的有限元方程。含义（1-1）式中，K是整体结构的刚度；q是节点位移列阵；f是载荷列阵。
求解/有限元
解有限元方程式（1-1）得出位移。这里，可以根据方程组的具体特点来选择合适的计算方法。
通过上述分析，可以看出，有限单元法的基本思想是"一分一合"，分是为了就进行单元分析，合则为了对整体结构进行综合分析。有限元的发展概况有限元1943年courant在论文中取定义在三角形域上分片连续函数，利用研究St.Venant的扭转问题。
1960年clough的平面弹性论文中用“有限元法”这个名称。1965年发表了论文“基于的差分格式”，这篇论文是国际学术界承认我国独立发展有限元方法的主要依据。1970年随着计算机和软件的发展，有限元发展起来。涉及的内容有限元所依据的理论，单元的划分原则，的选取及协调性。有限元法涉及及其误差、收敛性和稳定性。应用范围固体力学、流体力学、热传导、电磁学、声学、生物力学求解的情况杆、梁、板、壳、块体等各类单元构成的弹性（线性和非线性）、弹塑性或塑性问题（包括静力和动力问题）。能求解各类场分布问题（流体场、温度场、电磁场等的稳态和瞬态问题），水流管路、电路、润滑、噪声以及固体、流体、温度相互作用的问题。
发展/有限元
概述随着计算机技术的迅速发展，在工程领域中，有限元分析（FEA）越来越多地用于仿真模拟，来求解真实的工程问题。这些年来，越来越多的工程师、应用数学家和
已经证明这种采用求解偏微分方程（PDE）的方法可以求解许多物理现象，这些偏微分方程可以用来描述流动、电磁场以及结构力学等等。有限元方法用来将这些众所周知的数学方程转化为近似的数字式图象。早期的有限元主要关注于某个专业领域，应力或疲劳，但是，一般来说，物理现象都不是单独存在的。例如，只要运动就会产生热，而热反过来又影响一些材料属性，如电导率、、流体的粘性等等。这种的耦合就是我们所说的多物理场，分析起来比我们单独去分析一个物理场要复杂得多。很明显，我们现在需要一个多物理场分析工具。在上个世纪90年代以前，由于计算机资源的缺乏，多物理场模拟仅仅停留在理论阶段，有限元建模也局限于对单个物理场的模拟，最常见的也就是对力学、传热、流体以及电磁场的模拟。看起来有限元仿真的命运好像也就是对单个物理场的模拟。现在这种情况已经开始改变。经过数十年的努力，计算科学的发展为我们提供了更灵巧简洁而又快速的算法，更强劲的硬件配置，使得对多物理场的有限元模拟成为可能。新兴的有限元方法为多物理场分析提供了一个新的机遇，满足了工程师对真实物理系统的求解需要。有限元的未来在于多物理场求解。
千言万语道不尽，下面只能通过几个例子来展示多物理场的有限元分析在未来的一些潜在应用。
压电扩音器（Piezoacoustic transducer）可以将电流转换为声学压力场，或者反过来，将声场转换为电流场。这种装置一般用在空气或者液体中的声源装置上，比如相控阵
，超声生物成像仪，声纳传感器，声学生物治疗仪等，也可用在一些机械装置比如喷墨机和等。
压电扩音器涉及到三个不同的物理场：结构场，电场以及流体中的声场。只有具有多物理场分析能力的软件才能求解这个模型。
压电材料选用PZT5-H晶体，这种材料在压电传感器中用得比较广泛。在空气和晶体的交界面处，将声场边界条件设置为压力等于结构场的法向加速度，这样可以将压力传到空气中去。另外，晶体域中又会因为空气压力对其的影响而产生变形。仿真研究了在施加一个幅值200V，震荡频率为300 KHz的电流后，晶体产生的声波传播。这个模型的描述及其完美的结果表明在任何复杂的模型下，我们都可以用一系列的数学模型进行表达，进而求解。
多物理场建模的另外一个优势就是在学校里，学生们直观地获取了以前无法见到的一些现象，而简单易懂的表达方式也获得了学生们的好感。这只是Krishan Kumar Bhatia博士在纽约Glassboro的Rowan 大学给高年级的毕业生讲授传热方程课程时介绍建模及分析工具所感受到的，他的学生的课题是如何冷却一个摩托车的发动机箱。Bhatia博士教他们如何利用“设计－制造－检测”的理念来判断问题、找出问题、解决问题。如果没有计算机仿真的应用，这种方法在课堂上推广是不可想象的，因为所需费用实在是太大了。
拥有优秀的用户界面，可以使学生方便地设置传热问题，并很快得到所需要的结果。“我的目标是使每个学生都能了解偏微分方程，当下次再遇到这样的问题时，他们不会再担心，” Bhatia博士说，“这不需要了解太多的分析工具，总的来说，学生都反映‘这个建模工具太棒了’”。
很多优秀的高科技工程公司已经看到多物理场建模可以帮助他们保持竞争力。多物理场建模工具可以让工程师进行更多的虚拟分析而不是每次都需要进行实物测试。这样，他们就可以快速而经济地优化产品。在
的Medrad Innovations Group中，由John Kalafut博士带领着一个研究小组，采用多物理场分析工具来研究细长的注射器中血细胞的注射过程，这是一种
，而且具有很高的剪切速率。
通过这项研究，Medrad的工程师制造了一个新颖的装置称为先锋型血管造影导管（Vanguard Dx Angiographic ）。同采用尖喷嘴的传统导管相比，采用扩散型喷嘴的新导管使得造影剂分布得更加均匀。造影剂就是在进行X光拍照时，将病变的器官显示得更加清楚的特殊材料。
另外一个问题就是传统导管在使用过程中可能会使得造影剂产生很大的速度，进而可能会损伤血管。先锋型血管造影导管降低了造影剂对血管产生的冲击力，将血管损伤的可能性降至最低。
关键的问题就是如何去设计导管的喷嘴形状，使其既能优化流体速度又能减少结构变形。Kalafut的研究小组利用多物理场建模方法将层流产生的力耦合到应力应变分 析中去，进而对各种不同喷嘴的形状、布局进行流固耦合分析。“我们的一个实习生针对不同的流体区域建立不同的喷嘴布局，并进行了分析，” Kalafut博士说，“我们利用这些分析结果来评估这些新想法的可行性，进而降低实体模型制造次数”。
摩擦搅拌焊接（FSW），自从1991年被申请专利以来，已经广泛应用于铝合金的焊接。航空工业最先开始采用这些技术，现在正在研究如何利用它来降低制造成本。在摩擦搅拌焊接的过程中，一个圆柱状具有轴肩和搅拌头的刀具旋转插入两片金属的连接处。旋转的轴肩和搅拌头用来生热，但是这个热还不足以融化金属。反之，软化呈塑性的金属会形成一道坚实的屏障，会阻止氧气氧化金属和气泡的形成。粉碎，搅拌和挤压的动作可以使焊缝处的结构比原先的金属结构还要好，强度甚至可以到原来的两倍。这种焊接装置甚至可以用于不同类型的铝合金焊接。
空中客车（AirBus）资助了很多关于摩擦搅拌焊接的研究。在制造商大规模投资和重组生产线之前，Cranfield大学的Paul Colegrove博士利用多物理场分析工具帮助他们理解了加工过程。
第一个研究成果是一个摩擦搅拌焊接的数学模型，这让空客的工程师“透视”到焊缝中来检查温度分布和微结构的变化。Colegrove博士和他的研究小组还编写了一个带有图形界面的仿真工具，这样空客的工程师可以直接提取材料的热力属性以及焊缝
在这个摩擦搅拌焊接的模拟过程中，将三维的传热分析和二维轴对称的涡流模拟耦合起来。传热分析计算在刀具表面施加热流密度后，结构的热分布。可以提取出刀具的位移，热边界条件，以及焊接处材料的热学属性。接下来将刀具表面处的三维热分布映射到二维模型上。耦合起来的模型就可以计算在加工过程中热和流体之间的相互作用。
将基片的电磁、电阻以及传热行为耦合起来需要一个真正的多物理场分析工具。一个典型的应用是在半导体的加工和退火的工艺中，有一种利用感应加热的热壁熔炉，它用来让半导体晶圆生长，这是电子行业中的一项关键技术。
例如，金刚砂在2,000°C的高温环境下可以取代石墨接收器，接收器由功率接近10KW的射频装置加热。在如此高温下要保持炉内温度的均匀，炉腔的设计至关重要。经过多物理场分析工具的分析，发现热量主要是通过辐射的方式进行传播的。在模型内不仅可以看到晶圆表面温度的分布，还可以看到熔炉的石英管上的温度分布。
在电路设计中，影响材料选择的重要方面是材料的耐久性和使用寿命。电器小型化的趋势使得可在电路板上安装的电子元件发展迅猛。众所周知，安装在电路板上的电阻以及其他一些元件会产生大量的热，进而可能使得元件的焊脚处产生裂缝，最后导致整个电路板报废。
多物理场分析工具可以分析出整个电路板上热量的转移，结构的应力变化以及由于温度的上升导致的变形。这样做可以用来提升电路板设计的合理性以及材料选择的合理性。
计算机能力的提升使得有限元分析由单场分析到多场分析变成现实，未来的几年内，多物理场分析工具将会给学术界和工程界带来震惊。单调的“设计－校验”的设计方法将会慢慢被淘汰，虚拟造型技术将让你的思想走得更远，通过模拟仿真将会点燃创新的火花。国内有限元发展里程中国CAE技术研究、开发和应用可以说是几起几落，走着一条十分艰难的发展之路。已故我国著名计算数学家冯康先生在50年代就提出了有限元方法的基本思想，几乎是和国外同步。 60年代中期我国也出现了一些学习有限元方法的单位和学者，但是由于计算机硬件条件的限制，更由于文化大革命等政治社会环境的影响，在相当长一段时期，我国CAE技术的开发和应用完全停顿，和国外拉开了很大的差距； 20世纪70年代中期，
研制出了DDJ，JIGFEX有限元分析软件和DDDU结构优化软件；
教授研发了FEM软件；80年代中期，
袁明武教授通过对国外SAP软件的移植和重大改造，研制出了SAP-84；由于航空工业的需求，航空工业部从70年代初也开始陆续组织研制了HAJIF（I，II，III），YIDOYU，COMPASS，并多次获国家级奖励等等。这些国内CAE软件与国外的同类产品相比，在核心算法和若干功能上有很多特色，反映了我国学者在计算力学研究中取得的成果，充分考虑了我国计算机硬件的实际条件，在国家基础设施建设和
中都发挥了重要作用，有相当广泛的应用；
90年代以来，国家加大开放力度，大批国外软件涌入中国市场，加速了CAE技术在我国的推广，这无疑提高了我国装备制造业的设计水平。在此同时，我们自主开发的软件受到强烈挑战。特别是盗版的国外软件，对我国自主开发的CAE软件打击很大。有一段时间，几乎听不到自主开发CAE软件的声音，相关管理部门支持国产软件发展的力度大幅下降。支持基础研究的部门认为，CAE软件开发提不出基础科学问题，支持科技攻关和高新技术发展的部门认为，CAE软件开发要走市场化的道路，到市场上去找经费。自主开发CAE软件在人力、财力、物力上都遭遇很多困难。
CAE软件集中凝聚了技术科学的研究成果，自主开发CAE软件面临的处境和技术科学在我国的的处境相仿。最近的两院院士大会上，
同志针对忽视技术科学的倾向，强调了“要高度重视技术科学的发展”，给我们以很大鼓舞。事实上，这些有我国
的软件的功绩是不可磨灭的，这些软件不仅解决了一大批国家经济建设提出的问题，产生了直接和间接的经济效益，其研发和应用过程培养了一大批从事CAE研发和应用的人才；这些软件的存在也打破了西方国家对我们的壁垒，迫使国外产品大幅度地降低了价格，它们直接或间接地对国家GDP做出了不可低估的贡献。
国产CAE软件发展面临的困境是我们国家自主知识产权的大部分技术和产品面临的困境的缩影；在我国技术经济学的领域内，有的专家认为，改革开放以来国民经济增长的主要贡献来自开放，而不是自主知识产权的技术创新，后者对GDP的贡献非常小。这样一个说法也许有依据，因为在现实生活中我们可以看到，国内相当大批企业使用的成套技术、成套生产线上的设备和大型软件是从国外引进的，生产的工艺和很多产品的知识产权是外国公司的。因为面对西方发达国家研发多年的成套技术、设备、产品以及拓展市场的经验，我们自主创新的科技成果虽然在技术上优于对方，但往往还缺乏足够的经济上的优势来淘汰对方。这样一个说法应该引起我们广大科技工作者和管理部门的反思，如何加速我们具有自主知识产权的技术创新活动，如何将这些成果尽早转化为现实的生产力。但是，我们应该强调的是，以对GDP的直接贡献来衡量中国科技进步对国家经济建设和社会进步的贡献，是非常片面的；我们不能以对GDP的直接贡献不大为由，就不重视自主创新。正如江泽民同志指出的，创新是一个民族的灵魂。
值得庆幸的是，尽管面临诸多困难，目前国内仍然“幸存”下来一批致力于CAE技术的研究队伍。
数学与系统科学研究所
团队历经八年的潜心研究，独创了具有国际领先水平的有限元程序自动生成系统（）。FEPG采用元件化思想和有限元语言这一先进的软件设计，为各种领域、各方面问题的有限元求解提供了一个极其有力的工具，采用FEPG可以在数天甚至数小时内完成通常需要数月甚至数年才能完成的编程劳动。FEPG是目前“幸存”下来的为数不多的CAE软件，这也得力于比较灵活，能够解决很多国外商用软件无法解决的有限元问题，FEPG软件实用性强，但易用性较国外商用软件差，这也是目前很多初级用户感觉较难而不愿意学习FEPG的因素。经过多年积累，目前业已有三百多家科研院、企业应用。已成为国内做的最大的有限元软件平台。但与国外软件市场化程度相比还是有一定差距，需要在软件易用性方面做一些工作。
为向国内用户提供面向应用的有限元分析系统，原FEPG团队的钱华山博士组织成立了北京超算科技有限公司，并开发了超算有限元分析系统
。目前，SciFEA软件已形成了单机版、网络版(iSciFEA)、集群并行版、GPU并行版(SciFEA-GPU)系列版本。SciFEA软件国内正式用户已接近500家，下载试用用户已超过两万份。SciFEA抛弃了传统CAE软件复杂结构体系设计模式，采用直接面向用户需求的独立模块开发方式。目前功能上通常的计算功能已经具备，在计算模型的扩展方面还有待进一步发展。
除FEPG软件、SciFEA软件比较成规模外，
的PKPM软件在建筑领域也具有广泛的应用，而大连理工大学的软件主要是解决结构优化； 其他也有一些国内有限元软件，
开发的有限元侧重梁板，但其发展缓慢，市场上很难见到其踪迹。美国在2011年的规划中把仿真计算作为未来规划中的五大基础产业之一，可见有限元对社会的
，而我国目前大多应用的是国外的有限元软件，并且在某些军工或尖端有限元分析模块方面是严格限制向中国出口的。这更需要国内自主知识产权的有限元软件。
国内发展/有限元
中国CAE技术研究、开发和应用可以说是几起几落，走着一条十分艰难的发展之路。已故我国著名计算数学家冯康先生在50年代就提出了有限元方法的基本思想，几乎是和国外同步。&60年代中期我国也出现了一些学习有限元方法的单位和学者，但是由于计算机硬件条件的限制，更由于文化大革命等政治社会环境的影响，在相当长一段时期，我国CAE技术的开发和应用完全停顿，和国外拉开了很大的差距；&20世纪70年代中期，大连理工大学研制出了DDJ，JIGFEX有限元分析软件和DDDU结构优化软件；北京农业大学李明瑞教授研发了FEM软件；80年代中期，袁明武教授通过对国外SAP软件的移植和重大改造，研制出了SAP-84；由于航空工业的需求，航空工业部从70年代初也开始陆续组织研制了HAJIF（I，II，III），YIDOYU，COMPASS，并多次获国家级奖励等等。这些国内CAE软件与国外的同类产品相比，在核心算法和若干功能上有很多特色，反映了我国学者在计算力学研究中取得的成果，充分考虑了我国计算机硬件的实际条件，在国家基础设施建设和工程结构设计中都发挥了重要作用，有相当广泛的应用；
90年代以来，国家加大开放力度，大批国外软件涌入中国市场，加速了CAE技术在我国的推广，这无疑提高了我国装备制造业的设计水平。在此同时，我们自主开发的软件受到强烈挑战。特别是盗版的国外软件，对我国自主开发的CAE软件打击很大。有一段时间，几乎听不到自主开发CAE软件的声音，相关管理部门支持国产软件发展的力度大幅下降。支持基础研究的部门认为，CAE软件开发提不出基础科学问题，支持科技攻关和高新技术发展的部门认为，CAE软件开发要走市场化的道路，到市场上去找经费。自主开发CAE软件在人力、财力、物力上都遭遇很多困难。
CAE软件集中凝聚了技术科学的研究成果，自主开发CAE软件面临的处境和技术科学在我国的的处境相仿。最近的两院院士大会上，胡锦涛同志针对忽视技术科学的倾向，强调了“要高度重视技术科学的发展”，给我们以很大。事实上，这些有我国自主知识产权的软件的功绩是不可磨灭的，这些软件不仅解决了一大批国家经济建设提出的问题，产生了直接和间接的经济效益，其研发和应用过程培养了一大批从事CAE研发和应用的人才；这些软件的存在也打破了西方国家对我们的壁垒，迫使国外产品大幅度地降低了价格，它们直接或间接地对国家GDP做出了不可低估的贡献。
国产CAE软件发展面临的困境是我们国家自主知识产权的大部分技术和产品面临的困境的缩影；在我国技术经济学的领域内，有的专家认为，改革开放以来国民经济增长的主要贡献来自开放，而不是自主知识产权的技术创新，后者对GDP的贡献非常小。这样一个说法也许有依据，因为在现实生活中我们可以看到，国内相当大批企业使用的成套技术、成套生产线上的设备和大型软件是从国外引进的，生产的工艺和很多产品的知识产权是外国公司的。因为面对西方发达国家研发多年的成套技术、设备、产品以及拓展市场的经验，我们自主创新的科技成果虽然在技术上优于对方，但往往还缺乏足够的经济上的优势来淘汰对方。这样一个说法应该引起我们广大科技工作者和管理部门的反思，如何加速我们具有自主知识产权的技术创新活动，如何将这些成果尽早转化为现实的生产力。但是，我们应该强调的是，以对GDP的直接贡献来衡量中国科技进步对国家经济建设和社会进步的贡献，是非常片面的；我们不能以对GDP的直接贡献不大为由，就不重视自主创新。正如江泽民同志指出的，创新是一个民族的灵魂。
值得庆幸的是，尽管面临诸多困难，国内仍然“幸存”下来一批致力于CAE的研究队伍。中国科学院数学与系统科学研究所梁国平研究员团队历经八年的潜心研究，独创了具有国际领先水平的有限元程序自动生成系统（FEPG）。FEPG采用元件化思想和有限元语言这一先进的软件设计，为各种领域、各方面问题的有限元求解提供了一个极其有力的工具，采用FEPG可以在数天甚至数小时内完成通常需要数月甚至数年才能完成的编程劳动。FEPG是“幸存”下来的为数不多的CAE软件，这也得力于FEPG软件比较灵活，能够解决很多国外商用软件无法解决的有限元问题，FEPG软件实用性强，但易用性较国外商用软件差，这也是很多初级用户感觉较难而不愿意学习FEPG的因素。经过多年积累，业已有三百多家科研院、企业应用。已成为国内做的最大的有限元软件平台。但与国外软件市场化程度相比还是有一定差距，需要在软件易用性方面做一些工作。
为向国内用户提供面向应用的有限元分析系统，原FEPG团队的钱华山博士组织成立了北京超算科技有限公司，并开发了超算有限元分析系统SciFEA。SciFEA软件已形成了单机版、网络版(iSciFEA)、集群并行版、GPU并行版(SciFEA-GPU)系列版本。SciFEA软件国内正式用户已接近500家，下载试用用户已超过两万份。SciFEA抛弃了传统CAE软件复杂结构体系设计模式，采用直接面向用户需求的独立模块开发方式，目功能上通常的计算功能已经具备，在计算模型的扩展方面还有待进一步发展。
除FEPG软件、SciFEA软件比较成规模外，中国建筑设计的PKPM软件在建筑领域也具有广泛的应用，而大连理工大学的软件主要是解决结构优化；&其他也有一些国内有限元软件，中国农业大学开发的有限元侧重梁板壳的计算，但其发展缓慢，市场上很难见到其踪迹。美国在2011年的规划中把仿真计算作为未来规划中的五大基础产业之一，可见有限元对社会的发展的影响力，而我国大多应用的是国外的有限元软件，并且在某些军工或尖端有限元分析模块方面是严格限制向中国出口的。这更需要国内自主知识产权的有限元软件。
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