隨著計算機技術的迅猛發(fā)展以及軟件能力的持續(xù)提升，數(shù)值模擬技術取得了飛躍性的突破。在此期間，科研人員成功構建了頭部、大腦以及血管等模型，這些模型被廣泛應用于頭部損傷機理的探索以及防護方法的研究。

有限元法在人體組織損傷機理的研究領域占據(jù)著舉足輕重的地位。然而，鑒于人體組織結構錯綜復雜，構建具有高度生物仿真度的有限元模型，成為了有限元計算進程中亟待攻克的首要難題。與此同時，有效解決數(shù)值模擬里高度非線性以及流固耦合等問題，亦構成了有限元模擬的核心關鍵。

那有限元究竟是什么呢？

有限元分析(FEA)是一種用數(shù)學近似方法模擬真實物理系統(tǒng)的方法。該方法利用簡單相互作用的元素，即單元，來構建模型，并用有限數(shù)量的未知量來逼近真實系統(tǒng)中無限數(shù)量的未知量。這種技術可用于模擬幾何形狀和載荷工況，以幫助理解真實系統(tǒng)的行為。

有限元分析是一種將復雜問題簡化的數(shù)值分析方法，它將問題分解成更小的子問題，并假設每個子問題有簡單的解。然后，通過將這些簡單解組合起來，可以推導出整個問題的解。這種方法有助于處理一些復雜的物理問題，如結構平衡問題。

雖然這個解并非準確解，而是一個近似解，但是因為實際問題被簡化，所以它變成了一個比較方便的解決方案。由于許多現(xiàn)實問題的復雜性，很難得到準確解，而有限元方法具有高計算精度和適應各種復雜形狀的能力，因此成為有效的分析工具。

有限元的概念早在幾個世紀前就已經(jīng)出現(xiàn)，并在實踐中得到了應用。例如，通過使用多邊形（由有限數(shù)量的直線單元組成）來逼近圓，可以計算出圓的周長。然而，作為一種系統(tǒng)的方法，它的正式提出則是最近的事情。

有限元法，最初被稱為矩陣近似方法，廣泛應用于航空器的結構強度計算，其方便、實用、有效的特點吸引了眾多從事力學研究的科學家。

有限元求解問題的基本步驟通常為：

第一步：問題及求解域定義

第二步：求解域離散化

第三步：確定狀態(tài)變量及控制方法

第四步：單元推導

第五步：總裝求解

第六步：聯(lián)立方程組求解和結果解釋

并且妥善完成單元網(wǎng)格的細致劃分。而到了后置處理階段，核心任務轉變?yōu)閷Ψ治鏊@結果展開采集與處理操作，以此讓用戶得以便捷地提取所需信息，進而清晰透徹地了解計算結果。