有限元分析 (Finite Element Analysis),就是使用「有限元」的方法來分析靜態或動態的物體或系統。這種分析,用人性化的話簡單點來說,就是將複雜的東西,分拆成幾個簡單的形狀,逐個解決。由於簡單的形狀包括點與線,逐個解決就是去推算這一點到下一點的變化,由於獨立的點的數量是有限的,因此被稱為「有限元」。

很多人覺得,做有限元分析是一件很「型」的事。但很多工程人員就是忽略了,FEA 終歸是 Simulation,有很多假設(assumptions),很多局限(limitations)。現在很多人對 FEA 就是去學那 software,對 FEA 背後的特性,局限性,都不想去理解。甚麼都不顧便去 Build model ,Run 一下 Solver 再看看有甚麼跑出來,其實這是十分危險的。做 Simulation 之前,一定要了解清楚 Problem 是甚麼,想知道甚麼,有甚麼 Condition。因為是「有限」元,元的數目到達一定高度後解的精確度不再提高,只有計算時間不斷提高。需則說以現在的 Computing Power,Model Optimization 也許不再那麼重要,但「明眼人」一看便知究竟造 Model 的人功力如何,有沒有用腦。

值得留意的是,Simulation Result 究竟準確與否,很大程度取決於 Model 的 Boundary Condition,亦即其assumptions。正所謂「Garbage in, garbage out」,假設錯了,答案也會錯。所以,做分析,Hand Calculation 一個粗略計算很重要,起碼不是盲目的相信 FEA Software 告訴你的答案。做了估算,起碼不至於會錯得太離譜。

我們 IMechE 於6月6日舉辦一個 “Simulation in Building & Civil Engineering” 的講座,在被動的聽講之餘,大家亦可把握機會,跟在場的專家交流一番。