PyANSYS是一套由Python程式碼構建的套件，它允許開發者編寫自動化腳本來操作ANSYS模擬工具。開發者可以利用PyANSYS套件所提供的函數編寫各種自動化腳本，例如建立參數化幾何模型、設定材料、定義邊界條件、執行模擬以及後處理模擬結果等。結合Python其他模組，開發者還可以整合圖形操作介面、統計分析和機器學習等功能，以完成更複雜的設計開發工作。
在開發者完成編寫及測試PyANSYS程式碼後，他們可以將這些腳本分享給其他使用者。這樣一來，即使使用者不具備編程能力，他們也能夠利用這些自動化腳本來加速模擬工作。
在上一期中，我們介紹了PyANSYS的基本概念。本期著重介紹如何配置PyANSYS的開發環境，通過有效配置PyANSYS的開發環境，讓開發者能夠更輕鬆地創建和調試這些腳本，進一步提高工作效率。
開發環境所需安裝套件
配置PyANSYS開發環境涉及以下三個主要部分：
‧ Python主程式：Python主程式作為開發環境的基礎，需要安裝適合PyANSYS的Python版本以使用相關函式庫和模組。由於Python是一個開源程式語言，可以免費下載和使用。
‧ PyANSYS模組：PyANSYS為不同ANSYS產品提供相應的套件。在配置開發環境時，可以根據使用情境和需求選擇安裝這些套件中的一個或多個，以便根據特定的ANSYS產品和應用進行開發自動化操作。PyANSYS是免費的開源模組，但若要與ANSYS產品進行互動，需要擁有相應產品的有效授權。
‧ Python整合開發環境（IDE）：要方便地撰寫和調試Python代碼，需要選擇合適的Python IDE。有很多不同的IDE可供選擇，例如Spyder、Visual Studio Code、PyCharm和Jupyter Notebook。選擇合適的 IDE能提高開發效率，並幫助更輕鬆地找到和修復錯誤。Spyder、Visual Studio Code和Jupyter Notebook都是開源且免費的開發環境。PyCharm則有免費的社區版和付費的專業版，社區版對於一般開發需求已足夠，而專業版提供更多高級功能。
ANSYS Python Manager主要功能
為了解決入門者在配置PyANSYS開發環境時可能遇到的困難，Ansys Python Manager應運而生。這個免費、開源的工具旨在簡化Python和PyANSYS模組的安裝過程，為用戶提供一個快速安裝的解決方案。以下是Ansys Python Manager的一些主要功能：
‧ 一鍵安裝Python：Ansys Python Manager允許用戶直接從介面中選擇並安裝適當版本的Python。
‧ 虛擬環境管理：用戶可以輕鬆創建和管理Python虛擬環境，這有助於保持不同項
目的依賴關係分開，避免相互衝突。
‧ PyANSYS模組安裝：Ansys Python Manager提供一個直觀的介面，用戶可以在其中輕鬆安裝和管理PyANSYS模組及相關的Python庫。
‧ 簡化配置過程：通過提供這些功能，Ansys Python Manager幫助用戶避免了手動配置繁瑣的細節，使整個過程變得更加簡單。
使用Ansys Python Manager，初學者和經驗豐富的開發者都可以更快速地配置PyANSYS開發環境，從而專注於實現自動化模擬的目標。
虛擬環境是一個獨立的Python開發空間，允許開發者在隔離的環境中安裝和管理Python套件，能夠更輕鬆地維護和管理應用程式。使用虛擬環境，開發者可以為每個專案建立一個特定的環境，並在其中安裝特定版本的套件。當需要更新某個套件時，開發者可以在不影響其他專案的情況下進行更新。因此，使用虛擬環境能夠提高開發者的工作效率，降低因套件衝突而導致的問題風險。
開發環境安裝完成
在本例中，我們將使用Ansys Python Manager安裝 PyAEDT（Ansys Electronics Desktop）所需的相關模組和環境。首先啟動Ansys Python Manager之後會出現圖一視窗畫面，引導Python主程式下載及安裝。如果已經安裝了 Python，它將會檢查Python版本是否兼容。
下載並安裝Python主程式
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接下來，Ansys Python Manager 會提示您建立一個虛擬環境。使用虛擬環境能夠在隔離的環境中安裝和管理 Python 套件，避免不同套件之間的衝突和版本問題，保持開發環境的穩定性。虛擬環境其實只是一個目錄，不會占用太大的儲存空間。如果覺得不再需要某個虛擬環境，直接刪除對應的目錄即可。
建立虛擬環境
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在虛擬環境建立後，Ansys Python Manager 將協助安裝 PyAEDT 所需的套件。這通常包括pyaedt本身以及其他相關的依賴套件。
安裝PyAEDT套件
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安裝完成後，您可以啟動IDE，比方說Spyder或其他支援Python的內建開發環境（IDE）。
開啟 Spyder 整合開發環境
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在開發環境中，可以開始編寫和運行 PyAEDT 的代碼。在腳本中，需要先導入 pyaedt 模組，例如使用 import pyaedt。至此，已經成功配置了 PyAEDT 的開發環境，並可以開始撰寫自動化腳本來操作Ansys Electronics Desktop。
探索更多效能
在接下來的專欄中，將深入探討使用 PyANSYS 進行建模、設定、模擬、結果輸出、資料處理和優化等相關課題。舉例來說，您將學會如何使用 PyANSYS 在工程軟體中創建幾何模型，無論是基本形狀還是複雜結構。並且將會討論如何定義邊界條件、材料特性和分析類型，以及如何設定網格，選擇求解器並執行模擬。
模擬完成後，我們將探討如何使用 PyANSYS 提取和導出模擬結果，例如物理場圖、模型或資料表等。然後，再介紹如何使用Python進行資料分析，包括統計計算、資料視覺化和結果解釋。
此外，將探討如何使用 PyANSYS 進行設計優化，涵蓋形狀優化、拓樸優化和參數研究等方面。最後，介紹如何利用PyANSYS 自動化整個工作流程，從模型創建到模擬結果分析，以提高工作效率並節省時間。
通過深入研究這些主題，您將能夠充分利用 PyANSYS 的功能，從而更好地應對各種工程挑戰，並且將模擬分析水平提升到新的高度。
（本文作者林鳴志任職於Ansys技術專家）
*刊頭圖（source：ANSYS）
