机械工程师需要了解Python吗

我们将在本篇文章中找出机械工程师是否需要掌握Python知识。Python在机械工程师中的应用。

大多数人认为机械工程与任何编码平台无关。大多数机械工程师不喜欢计算机编程，因此他们没有看到他们错过的机会。随着我们迈向电动汽车、自动化交通和自动化的未来，下一代机械、航空航天和汽车工程师必须能够将机械工程概念与计算机语言相结合。这将使他们能够更快地模拟或自动化思想。

例如，Python是一种非常简单和有效的编程语言。它可以在几秒钟内解决困难的问题。Python的灵活性意味着即使你是一名机械或汽车工程师，它也可能非常有用。

Python在机械工程领域的应用远不止于此。

机械工程中的Python应用

以下是Python在机械工程领域中的主要应用领域：

数值分析

Python最常用于进行数值分析。用解析方法解决涉及线性方程和ODE/PDE的问题需要很长时间。在机械工程中，边界条件经常存在，这使得数值分析问题的解决变得更加困难。

想象一下，你想找出一根管道中液体流动时的压力差。不仅需要花费很长时间来找到答案，而且很难获取准确的数据和绘制差异图。通过使用计算机语言，您可以获得图形化模拟并快速解决这些困难。

如果您学习数值分析和编程，您可以在制造、汽车、能源甚至软件公司（作为热力工程师）等领域找到工作。像谷歌和Facebook这样的软件公司会聘请机械和热力工程师，以确保其数据库和集群系统保持适当的温度。

为了评估不同的设计，这些工程师会使用类似MATLAB或Python的编程语言编写脚本，并将其输入到CFD软件中。考虑到Python比C++更容易使用，谷歌的工程口号是“在我们可以使用Python的地方使用Python，在我们必须使用C++的地方使用C++。”

热力学

Python可以用来解决传统的热力学问题。通过使用代码，您可以快速解决涉及化学动力学或流体动力学等问题。在现实世界中，完成任务或解决问题的方式并不重要。您可以将60%的时间用于解决数学和热力学问题，并在项目的其余40%的时间内快速完成，或者您可以将20%的时间用于使用Python解决这些问题，并专注于手头的任务。

您的效率决定了结果的其他组成部分。Python丰富的库和友好的语法使得用相对简单的方式解决复杂问题成为可能。

计算流体力学（CFD）

这是另一个Python编程优秀的领域。语言PyCFD用于制定和解决偏微分方程，使用Navier-Stokes方程计算流体体积，并通过边界元技术解决边界值PDEs。

这对机械工程师及其业务总体产生了三个重要影响。

• 首先，请记住，就像在编写脚本后可能会使用同事的代码一样，公司的其他人也可以使用它们。每个人都从时间上的节省中受益，您的团队合作将得到改善。

• 其次，通过在像Onshape这样的软件程序中脚本化特定功能，我们可能能够进一步改进自动化。总之，这使我们能够快速简单地开发用于项目的独特功能。这些功能包括自定义梁、翼型、齿轮、光线追踪和布线等。

• 最后但同样重要的是，Python使我们能够自动化大规模计算，否则这将是具有挑战性或繁琐的。使用最多 17个有效数字 ， 语言在浮点数计算方面表现卓越。Python作为具有数学能力的 机器学习（ML）框架 PyTorch 的基础语言是一个明显的选择。

机械工程师从Python编程中获得了什么，而MATLAB和Excel却不能获得？

Excel和Google Sheets在企业中被广泛使用，原因是它们提供了各种基本操作，因此即使是新手用户也能快速进行复杂的工作。

然而，Excel和类似的应用程序存在一些限制。数据越多，Excel的速度就越慢。然而，对于大规模数据项目，Python是主要的数据科学工具。

Python的高级功能不仅加快了代码编写速度和问题解决技术的可靠性，而且科学界已经有了一系列可立即使用的库。

这些库包括专业的科学程序库 NumPy 和 SciPy ，但不仅限于此。

SymPy 主要用于从微积分到量子物理的符号计算应用，而 Matplotlib 是一种用于科学和工程工作负载的二维图形绘制软件。

Mechpy 是专门为机械工程师设计的Python工具包，还有其他选择。

此外，MATLAB和Python之间的差异也很明显。尽管它们都是解释性语言，但在技术和概念特性上有所不同。

Python比MATLAB更具适应性，拥有更庞大的支持网络，并且在语法上大部分功能相同，除了MATLAB和Python之间的一些小的句法差异。一个示例是MATLAB的模拟和基于模型的设计工具Simulink。

这些技术特点主要源于它们对软件开发的不同方法：Python是由成千上万开发人员维护的开源项目，而MATLAB是一种闭源商业程序。

最后，Python将从几个重要的好处中受益。首先，Python的适应性使我们能够用较少的资源完成更多的任务。同一段软件可以混合其他库的特性，简化流程并减少人的参与。而且我们都见证过当一家公司拥有过多的电子表格时会发生什么。Python编程通过使我们能够将大部分工作整合到一个统一的平台上来简化这个过程。

结论

即使计算机编程对于我们机械工程师来说并不是主要兴趣领域，在今天的数字世界中它也是必不可少的。随着你对它的掌握增加，Python脚本编程很容易扩展到各种用例，因为它已经具备了所有必要的数学和科学技能。