技术干货｜Altair HyperWorks 二次开发与 Python 重构仿真新体验

HyperWorks 2024 新版本目前已经支持 Python 了，今天重点介绍一下我们怎么从 TCL 过渡到 Python 的以及 Python 现代知识的情况。主要分为 5 个部分：

1、 对 Python API 的概述

2、 前处理开发介绍

3、 后处理开发介绍

4、 Extensions（官方新发布的代码管理流程插件）

Python API 架构

我们知道，HyperWorks 一直采用 TCL 语言作为二次开发编程接口，因其语法简介，内嵌在很多工业仿真软件中不失为一种优秀的编程语言。但相对于 Python 而言，偏为小众，网络上的学习资源非常少，不利于初学者学习。虽然 TCL 也有官方发布的标准库，但很多人都不知道。再者，作为纯解释性语言，TCL 的执行效率偏低。

从 HyperWorks 2024 版本开始，全面支持 Python 作为二次开发接口。新版本中，对 Python 的支持已经在架构中都引入了相应的模块，基本上是百分百覆盖。借助 Python 本身的优势，如很多优秀的库，我们可以在 HyperWorks 里面做很多基于有限元模型的算法工作。比如模型的特征识别、匹配、定位等，零件全视角的图像识别匹配等，模型和结果之间的算法预测等。

如图所示，是软件的整体架构：

在 HyperWorks 2024.1 版本中，API 的覆盖率基本上达到了 100%。写过代码的人都比较清楚，二次开发主要关注两类 API：一类是 Modify Functions，就是在 HyperWorks 中操作记录的命令，覆盖度达到了 99%；另外一类是 Query Functions，用于获取模型信息，这类 API 覆盖度达到了 98%。

Python 开发环境

在 HyperWorks 中内嵌的是 Python 3.8.10 版本，这也是目前 Python3 里面最稳定而且应用最广泛的一个版本。HyperWorks 会预装常用的包，比如 Pandas、NumPy、SciPy、TensorFlow、openpyxl、Matplotlib 等 ，也支持手动安装包，但是不建议安装在软件安装目录里面，除非你知道自己在干什么。

启用 Python 是从菜单栏 view 里面，菜单项 Python Window，在打开的解释器窗口中，就可以调用 API 编写、测试代码了。

另外我们可以看到 TCL command window 是 TCL 的解释器环境，和 Python 解释器以后会并存，所以大家不需要担心以后写的 TCL 脚本在新版本里面不能用。

在 Python 中开发的时候，如果有些 API 存在问题，那么可以调用 TCL 的 API 来保证程序运行的稳定性。如下图所示，在 Python 中可以直接调用 TCL 的 API 语句，也可以直接调用 HWC 的语句，或者直接调用 TCL 脚本文件。由此，就保证了在 Python 中做二次开发的稳健性。

前处理开发

在 HyperWorks TCL 二次开发中，必须要熟知的概念有 Entity，Entity Type，Data Names，Mark 等。在支持的 Python API 架构中，我们也遵循类型的逻辑，如下图所示的映射关系。

需要注意的是 TCL 中的 Entity Mark 和对应 Python 中的 Entity Collections。在 TCL 开发中，我们只能最多创建两个 Mark，如 mark 1 和 mark 2，用于批量操作同一类的 Entity；但是在 Python 中，我们用 Collection 代替了 Mark，创建的 Collection 数量没有限制，这从一定程度上增加了代码中操作 Entity 的灵活度。

另外，Python API 的接口函数名字和 TCL API 命令的名字是一样的，而且传入的参数用法也是一样的，不同的只是 TCL 和 Python 的语法差别。所以对于有 Python 编程基础的来说，从 TCL 开发转到 Python 开发，学习曲线没有大家想的那么陡。

此外，关于界面开发，在 TCL 中大家熟知 HWTK 组件库，其界面风格和 HyperWorks 界面一致。那么在 Python 中，我们提供了 hwx.gui 模块用于编写界面，同样是和 HyperWorks 的新界面风格保持一致。而且该模块，同样适用于 Altair Compose，Altair Inspire 和 Altair SimLab 的二次开发。

最后，基于 Python 开发的帮助文档目前在逐步的完善，让大家能更好地学习参考；语法提示插件 HyperWorksPyAPI 目前已经可以在 VSCode 中下载使用，相信能让我们写代码的效率提升一筹。

后处理开发

传统 TCL 中基于 Handle 的后处理开发，向来是初学者的一道门槛。如今，后处理包括 HyperView 和 HyperGraph 都已经支持 Python 开发，后续版本会逐步覆盖所有功能，如下图所示：

HyperView 中对于常见的截取图片视频的功能，我们提供了 CaptureVideoTool( )类来方便的截取图片、视频；HyperGraph 中对于常见的绘制曲线功能，我们提供了 CreateCurvesByFile( )类来方便的绘制曲线。

插件管理器 Extension Manager

在新版本中，我们提供插件管理器来规范化管理代码。强烈建议采用插件管理器管理平时开发的功能脚本。通过 XML 文件配置工作流和功能执行脚本，支持混合调用 TCL 脚本和 Python 脚本，比如功能一调用 TCL 脚本，功能二调用 Python 脚本。

以上就是关于 HyperWorks 二次开发新内容的全部分享。

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