PyANSYS的开发环境配置
本文着重探讨如何配置PyANSYS的开发环境，通过有效配置PyANSYS的开发环境，让开发者能够更轻松地创建和调试脚本，进一步提高工作效率。...
PyANSYS是一套由Python程式码构建的套件，它允许开发者编写自动化脚本来操作ANSYS模拟工具。开发者可以利用PyANSYS套件所提供的函数编写各种自动化脚本，例如建立参数化几何模型、设定材料、定义边界条件、执行模拟以及后处理模拟结果等。结合Python其他模组，开发者还可以整合图形操作介面、统计分析和机器学习等功能，以完成更复杂的设计开发工作。
在开发者完成编写及测试PyANSYS程式码后，他们可以将这些脚本分享给其他使用者。这样一来，即使使用者不具备编程能力，他们也能够利用这些自动化脚本来加速模拟工作。
在上一期中，我们介绍了PyANSYS的基本概念。本期着重介绍如何配置PyANSYS的开发环境，通过有效配置PyANSYS的开发环境，让开发者能够更轻松地创建和调试这些脚本，进一步提高工作效率。
开发环境所需安装套件
配置PyANSYS开发环境涉及以下三个主要部分：
‧ Python主程式：Python主程式作为开发环境的基础，需要安装适合PyANSYS的Python版本以使用相关函式库和模组。由于Python是一个开源程式语言，可以免费下载和使用。
‧ PyANSYS模组：PyANSYS为不同ANSYS产品提供相应的套件。在配置开发环境时，可以根据使用情境和需求选择安装这些套件中的一个或多个，以便根据特定的ANSYS产品和应用进行开发自动化操作。PyANSYS是免费的开源模组，但若要与ANSYS产品进行互动，需要拥有相应产品的有效授权。
‧ Python整合开发环境（IDE）：要方便地撰写和调试Python代码，需要选择合适的Python IDE。有很多不同的IDE可供选择，例如Spyder、Visual Studio Code、PyCharm和Jupyter Notebook。选择合适的 IDE能提高开发效率，并帮助更轻松地找到和修復错误。Spyder、Visual Studio Code和Jupyter Notebook都是开源且免费的开发环境。PyCharm则有免费的社区版和付费的专业版，社区版对于一般开发需求已足够，而专业版提供更多高级功能。
ANSYS Python Manager主要功能
为了解决入门者在配置PyANSYS开发环境时可能遇到的困难，Ansys Python Manager应运而生。这个免费、开源的工具旨在简化Python和PyANSYS模组的安装过程，为用户提供一个快速安装的解决方案。以下是Ansys Python Manager的一些主要功能：
‧ 一键安装Python：Ansys Python Manager允许用户直接从介面中选择并安装适当版本的Python。
‧ 虚拟环境管理：用户可以轻松创建和管理Python虚拟环境，这有助于保持不同项
目的依赖关系分开，避免相互冲突。
‧ PyANSYS模组安装：Ansys Python Manager提供一个直观的介面，用户可以在其中轻松安装和管理PyANSYS模组及相关的Python库。
‧ 简化配置过程：通过提供这些功能，Ansys Python Manager帮助用户避免了手动配置繁琐的细节，使整个过程变得更加简单。
使用Ansys Python Manager，初学者和经验丰富的开发者都可以更快速地配置PyANSYS开发环境，从而专注于实现自动化模拟的目标。
虚拟环境是一个独立的Python开发空间，允许开发者在隔离的环境中安装和管理Python套件，能够更轻松地维护和管理应用程式。使用虚拟环境，开发者可以为每个专案建立一个特定的环境，并在其中安装特定版本的套件。当需要更新某个套件时，开发者可以在不影响其他专案的情况下进行更新。因此，使用虚拟环境能够提高开发者的工作效率，降低因套件冲突而导致的问题风险。
开发环境安装完成
在本例中，我们将使用Ansys Python Manager安装 PyAEDT（Ansys Electronics Desktop）所需的相关模组和环境。首先启动Ansys Python Manager之后会出现图一视窗画面，引导Python主程式下载及安装。如果已经安装了 Python，它将会检查Python版本是否兼容。
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接下来，Ansys Python Manager 会提示您建立一个虚拟环境。使用虚拟环境能够在隔离的环境中安装和管理 Python 套件，避免不同套件之间的冲突和版本问题，保持开发环境的稳定性。虚拟环境其实只是一个目录，不会占用太大的储存空间。如果觉得不再需要某个虚拟环境，直接删除对应的目录即可。
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在虚拟环境建立后，Ansys Python Manager 将协助安装 PyAEDT 所需的套件。这通常包括pyaedt本身以及其他相关的依赖套件。
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安装完成后，您可以启动IDE，比方说Spyder或其他支援Python的内建开发环境（IDE）。
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在开发环境中，可以开始编写和运行 PyAEDT 的代码。在脚本中，需要先导入 pyaedt 模组，例如使用 import pyaedt。至此，已经成功配置了 PyAEDT 的开发环境，并可以开始撰写自动化脚本来操作Ansys Electronics Desktop。
探索更多效能
在接下来的专栏中，将深入探讨使用 PyANSYS 进行建模、设定、模拟、结果输出、资料处理和优化等相关课题。举例来说，您将学会如何使用 PyANSYS 在工程软体中创建几何模型，无论是基本形状还是复杂结构。并且将会讨论如何定义边界条件、材料特性和分析类型，以及如何设定网格，选择求解器并执行模拟。
模拟完成后，我们将探讨如何使用 PyANSYS 提取和导出模拟结果，例如物理场图、模型或资料表等。然后，再介绍如何使用Python进行资料分析，包括统计计算、资料视觉化和结果解释。
此外，将探讨如何使用 PyANSYS 进行设计优化，涵盖形状优化、拓朴优化和参数研究等方面。最后，介绍如何利用PyANSYS 自动化整个工作流程，从模型创建到模拟结果分析，以提高工作效率并节省时间。
通过深入研究这些主题，您将能够充分利用 PyANSYS 的功能，从而更好地应对各种工程挑战，并且将模拟分析水平提升到新的高度。
（本文作者林鸣志任职于Ansys技术专家）
*刊头图（source：ANSYS）