Почему в ВУЗах не обучают конечно-элементному анализу?

Захотелось поделиться своими рассуждениями по этому вопросу.

Вообще-то, утверждение спорное, ведь «Метод конечных элементов» часто входит в программу строительной механики. Каждый, кто доучился до 3 курса на специальности, связанной со строительством, так или иначе знаком с этой темой. Чему-то да учат, но не тому, что нужно на практике. Чтобы нагляднее донести идею, я уточню 2 понятия, которые на первый взгляд звучат об одном и том же:

1. Метод конечных элементов / Finite Element Method
2. Конечно-элементный анализ / Finite Element Analysis

Чтобы далее не писать длинных названий, буду называть их FEM / FEA.

Первое понятие я бы описал как совокупность математических принципов и подходов, которые являются фундаментом работы современных коммерческих программ, таких, как ANSYS, Abaqus, SOFiSTiK... Специалист по методу конечных элементов — это хороший математик и программист, а еще… он может сесть в лужу в попытке решить даже простую практическую задачу.

Второе понятие подразумевает умение решать прикладные инженерные задачи с использованием современных коммерческих программ. Специалист по конечно-элементному анализу — в первую очередь хороший инженер, умеющий в сжатые сроки создавать правдоподобные расчетные модели и грамотно анализировать получаемые из них результаты. Между тем, подавляющее большинство тех, кто делает подобные расчету, знакомы с математикой МКЭ на очень базовом уровне. И это нормально.

Есть одно огромное отличие между FEM и FEA. Фундаментальные принципы FEM по-своему математически строги, но в тот момент, когда они переносятся на решение реальной задачи, возникает много субъективности. FEM — про идеальные абстракции, FEA — про реальные конструкции. Выполнить расчет довольно сложной конструкции и найти единственное верное решение становится невозможной задачей. Если взять 10 специалистов, дать им одинаковые исходные данные и попросить выполнить анализ, их результаты будут различаться. И самое интересное в том, что они даже не смогут понять, чей расчет объективно точнее. Это не пример из головы, я многократно наблюдал подобные картины.

На мой взгляд, высокая степень неопределенности и субъективизма делает преподавание конечно-элементного анализа невозможной задачей для консервативной системы высшего образования. Как научить студентов решать задачи, не имеющие правильного ответа? Нельзя просто дать шаблон действий и заставить студентов ему следовать, как это принято. Вместо этого нужно учить критическому мышлению, пониманию работы конструкций, анализу причинно-следственных связей между вводимыми параметрами модели и результатами расчета.

вот такое эссе получилось :) Если у вас есть, что дополнить, пишите в комментах, буду рад с вами пообщаться 😉