船舶面向对象有限元的应用研究
作者：中国船舶科学研究中心罗金炎陈庆强
提要：本文在论述了船舶结构有限元软件研究现状的基础上，综述了面向对象有限元方法的特征以及在船舶结构有限元分析软件研究中的应用。最后简要阐述了在VC6.0 环境 下基于MFC 类库应用面向对象方法如何编制船舶结构有限元程序Marifep。
关键词：面向对象有限元船舶结构
0 引言
在工程界有限元法是应用最为广泛的数值分析方法之一。这个方法在本世纪中叶首次应用以来，得到了充分的发展和应用。特别是近十余年来个人计算机的普及使得计算机硬件的费用大大降低；同时，计算机的运算速度也日益提高越来越多的有限元程序可以在个人计算机上解决各种复杂的工程问题。在船舶工程中有限元方法的应用也有很大的发展，大量的有限元软件应用于船舶结构强度稳定性以及振动等方面的分析研究。
传统的船舶有限元分析程序大多采用面向过程的编程方法来设计，编程语言也采用面向过程的计算机语言，如FORTRAN、C等。这类编程语言在有限元应用中着重考虑的是对数学公式
的翻译，所设计的软件系统的可重用性和可移植性都比较差。面向过程的有限元程序往往只有少数专业人员才能读懂和使用，要想重新利用该程序有时会导致程序的全盘改动。对于上万行甚至几十万行的程序，某个很小的改动都有可能造成整个系统的崩溃。另外，在具体应用中若采用新的有限元算法、新型结构元件以及新材料等，必须使原有程序适应当前的数据、函数和物理模型，即要求修改或补充已有的程序，从而增加了程序的复杂性，大大降低了程序的效率，并极大地增加了有限元分析程序维护的难度。
20 世纪80 年代后期兴起了新的面向对象编程技术。面向对象程序设计方法是计算机程序开发方法的一种变革，是利用计算机解决问题的一种新的思维方式，它使程序设计更加贴近现实。随着面向对象程序设计方法的兴起，在科学计算领域内有限元程序的设计开发也迎来了新的发展契机。由于面向对象的程序设计方法正好弥补了传统方法的不足，用面向对象的方法来研究有限元，把面向对象方法和有限元方法相结合，从而产生了面向对象的有限元方法[1]。