EM PIRICAL RESEARCH 能源动力类计算机软件使用情况调研
—为软件实践课程教学内容安排提供参考
周鸯™徐鑫ml2]徐洁m[21
([1]上海理工大学能源与动力工程学院上海200093;
[2]上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093)
摘要在高质量人才的培养过程中需充分注重相关专业计算机软件使用能力的培养。本文对能源和动力工 程不同专业的在读学生、教师、研究与技术人员进行了调研，了解相关专业软件的使用情况，结果显示，使用较广 泛和使用频率较高的软件主要包括计算流体动力学仿真软件、數据分析和科学计算软件、机械制图软件和数据 采集软件等。调研结果对教学课程内容的安排和教学改革的设计有一定的参考作用，也为相关学生、研究和技 术人员在学习选择上提供了参考。
关键词能源动力软件使用情况流体动力学科学计算
中图分类号:TP319 文献标识码:A DOI:10.16400/jki.kjdks.2021.02.078 In vestigation on the U se o f E n ergy and P ow er C o m p u ter S oftw are
------Arrange teaching content for software practice course
ZHOU Wu"]U I, XU Xin[l M21, XU Jie",[21
([1 ] School of E nergy and Power Engineering, University of S hanghai for Science and Technology, Shanghai 200093;
[2] Shanghai Key Laboratory of M ultiphase Flow and Heat Transfer for Power Engineering, Shanghai 200093)
Abstract In the process of cultivating high-quality talents,we need to pay full attention to the cultivation of computer software use ability of related majors.In this paper,students,teachers,researchers and technicians in different majors of energy and power engineering were investigated to understand the use of relevant professional software.The results show that the widely used and frequently used software mainly includes computational fluid dynamics simulation software,data analysis and scientific computing software,mechanical drawing software and data acquisition software.
The research results can be used as a reference for the arrangement of teaching content and the de
sign of teaching reform,as well as for the relevant students,researchers and technicians in the choice of learning.
Keywords energy and power;softare;usage;fluid dynamics;scientific computing
0绪论
随着计算机技术的飞速发展，社会信息化程度极大提 高，各行业的长足发展也与数字化计算机技术紧密相连。在高等院校的学生培养过程中，毫无疑问应充分考虑到相 关行业对于计算机软件使用的实际需求，开设相应的计算 机软件理论和实践课程，培养学生使用计算机软件以解决 实际问题的能力。为给相关专业本科生培养计划中计算机 软件课程选择及内容安排提供参考，本文就目前常用的能 源动力类的计算机软件使用情况进行了调研和分析。
1问卷设计
针对能源动力行业常用的几类软件，如以Ansys为代表的计算流体动力学仿真软件、以Matlab和Python为代 表的数据分析和科学计算软件、以AutoCAD、Solidworks和 ProE为代表的机械制图软件、以LabView为代表的数据采 集软件、以Aspen P lu s为代表的流程系统模拟软件和以 Abaqus为代表的结构力学计算软件等，分别调研不同类型 软件的使用频率以及各软件的受欢迎和推荐程度。
问卷共12题，前2题对问卷人员的身份和研究方向进 行了解，第3题调研不同类别软件的使用频率，第4-8题分 别调研各类软件中不同软件的使用频率，第9-11题分别了 解Ansys和Matlab软件中使用频率较高的模块，第12题 调研大家对各软件的推荐程序。
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•蓺证i i f f l
图2机械制图软件使用比例
图3科学计算软件使用比例
在流体力学计算方面，目前可用的软件种类较多。如 图4所示，Ansys 软件Huent 模块的使用人数占了被调研 人员的一半，其次使用较多的是Ansys 软件CFX 模块，这 也表明该软件已成为主流，其物理模型多样，且计算快，稳 定性和准确性好。B '31Comsol , Fortan 以及OpenFOAM 开源 软件等的使用人数次之。也有一部分人（55人，以学生为 主)没有使用过这类软件。
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Matlab 首次发布后，迅速得到用户的青睐，随后其功能逐渐
完善，发展成了一个集数值处理、图形处理、图像处理、符号 计算、文字处理、数学建模、实时控制、动态仿真、信号处理 为一体的数学应用软件。作为一款强大的科学计算软件, 其丰富的功能以及友好的界面让许多用户备受好评，在此 次调研中也有超过一半的用户使用。
在科学计算方面（图3), Excel 由于其上手容易，操作 简单，目前仍是大部分用户做简单计算的首选；自1984年
/
图4
计算流体力学软件使用比例
在数据采集方面，并没有某一类软件特别突出，如图5 所示，有34.32%的用户选择了数据采集设备自带的软件，
35.42%的用户仍然对Matlab 情有独钟。这可能是由于较 多设备自带软件一般都有数据采集和存储功能，数据量不 大时一般也不需要特殊的数采软件。LabView 作为一个完 全的仪器开发系统软件，其功能也包括数据采集系统，其由
问卷以能源和动力相关专业的部分在校师生及毕业生 为主要发放对象，通过等途径发放电子版调研问卷，共 获得271份有效问卷。
2调研结果及分析
通过对填写问卷人员的身份进行统计，发现在读学生 和己工作人员分别为157和114人，具体专业主要包括制 冷、热能、动力机械、工程热物理、化工机械、新能源、流体力 学、流体机械等方向，基本涵盖了动力工程及工程热物理学 科的相关方向，样本具有一定的代表性。对不同类型软件 的使用频率进行调研，如图1所示，其中平均得分高表示软 件使用频繁。1-2分到表示使用很少，3分表示仅使用过
几 次,4分表示偶尔使用（约每月一次）,5分表示经常(约每周 一次)，6非常频繁(约每天都用）。图1的结果表明使用最 频繁的是机械制图软件，其次是科学计算类软件，计算流体 动力学软件和图像处理软件，其它类型的软件使用较少。
在机械制图方面，目前主流软件包括AutoCAD , Solid -
works , ProE  和 UG 。 从图 2 可见，用户常用的机械制图软
件是AutoCAD 和Solidworks ,111 分别占了 68.27%和 50.18% (调研中可以多选，下同）。
占
调研总人数比例
占
matlab软件怎么使用谰研总人数比例
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）
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图5数据采集中使用最多的软件分布
3结论
本文对能源和动力工程相关专业涉及的计算机软件使 用情况进行调研，结果表明使用较多的包括用于流体动力 学计算的Ansys 软件(主要是Fluent 和CFX 模块)，科学计 算的Klatlab 和Python 软件，机械制图的AutoCAD 和Soli -图6被调研人员最想学习或最推荐的能动类软件分布
于大大简化了程序设计，具有省时高效等诸多优点，因此 受到24.35%的用户的选择。
图6展示了按学习意愿或推荐度排序后的统计结果。 可见，最受欢迎或最常用到的五个软件分别是:An S yS ,Mat -
lab , Python , AutoCAD  和 Solidworks ；其中 Python 这一后起
之秀，由于在深度学习和人工智能方面显示出强大功能，近 几年受到相关人员的较高推荐。若将相同类型软件并为一 类，即Ansys 、Fortran 和COMSOL 均主要用于物理场仿真 计算，Matlab 和Python 用于科学计算，AutoCAD 和Solid -
works 用于制图，则排名前五的不同软件类型为流体力学
计算软件(Ansys ，Fortan 或COMSOL )，科学计算软件(Mat -
lab  或 Python )，机械制图软件（AutoCAD  或 Solidworks ),
数据采集软件(Labview )和流程模拟软件(AspenPlus )。
dworks 软件等；这为教师课程安排和学生学习方向提供了
参考。
参考文献
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