没有 Word 也能自动写有限元报告：ANSYS 用 Python 自己实现 MD文档生成器

没有 Word 也能自动写有限元报告：ANSYS Mechanical 用 Python 自己实现 Markdown 文档生成器

需求描述：从 Word 依赖切换到 Markdown

大家好，我是小郭老师，中科院硕士，长期从事 ANSYS 二次开发与仿真流程自动化。

之前的文章里，我们介绍过使用 Word 来组织仿真结果图片和报告内容。后来有学员反馈，他的电脑没有安装 Word，日常环境主要使用 WPS，原来的代码因此出现了问题。

这类问题的关键，不在于 WPS 能不能打开某个文档，而在于脚本是否把报告生成过程绑定到了 Word 的应用对象模型。如果代码需要启动 Word、创建文档对象、插入图片，再设置段落和表格格式，那么运行环境里少了对应的 Office 组件，或者对象接口不完全一致，就可能在脚本执行阶段出现兼容性问题。

对于 ANSYS Mechanical 的有限元和数值计算任务，报告首先需要保存的是一组结构化信息：分析类型、材料参数、载荷条件、结果对象、结果数值、图片文件和复核说明。这些内容可以先用纯文本保存，再由 Markdown 阅读器负责渲染。

Markdown 的优势在于语法轻量，标题、表格、列表、链接和图片都可以直接写成文本。生成 .md 文件不要求电脑安装 Word，也不要求脚本调用 WPS 的自动化接口。更重要的是，Markdown 文件容易搜索、比较和归档，AI 也能直接读取其中的标题层级、表格字段和结果说明。

因此，这次我们换一个思路：让 ANSYS Mechanical 负责仿真模型和结果，Python 负责输出 Markdown 文本，阅读器负责显示最终效果。

为什么参考 mdutils，但在 Mechanical 里自己写一个

如果你搜索 Python 生成 Markdown 的方案，会遇到 mdutils 这样的库。它的定位很接近“Markdown 文档生成器”：先创建一个 Markdown 文档对象，再通过生成标题、段落、表格、链接、列表和图片等方法组织内容，最后写入文件。具体接口可以参考 mdutils 官方仓库。

mdutils 值得借鉴的地方，不只是它支持多少种 Markdown 语法，更重要的是它把“报告内容”和“格式符号”分开了。业务代码不需要到处手写标题、表格、图片等格式符号，而是调用有明确含义的方法。

在 ANSYS Mechanical 中，我们可以沿着这个思路自己写一个轻量版本。这样做有三个现实原因：

• • Mechanical 内置脚本通常按 Python 2.7 或 IronPython 风格运行，直接安装和维护第三方库需要先确认当前环境。
• • 对单个仿真报告来说，真正需要的可能只有标题、段落、表格、图片和保存文件这几类操作。
• • 自己掌握格式层后，后续可以针对 Mechanical 的结果对象、图片命名和项目目录规则继续扩展。

为什么 Markdown 更适合保存仿真结果

Markdown 的价值不只在于“没有 Word 也能写文件”。它还提供了一种更容易被工程师和 AI 同时读取的结果记录方式。

以一个结果摘要表为例：

## 结果摘要

| 分析 | 结果对象 | 最大值 | 最小值 | 单位 | 图片 |
| --- | --- | ---: | ---: | --- | --- |
| Structural | Equivalent Stress | 186.4 | 0.0 | MPa | equivalent_stress.png |

这张表里，分析名称、结果对象、极值、单位和图片文件之间的关系都被明确写出。人可以直接阅读，脚本可以继续处理，AI 也能根据表头识别每个数字的含义。

对于有限元项目，建议把下面几类信息固定下来：

• • 模型或工况名称：说明这组结果来自哪个算例。
• • 分析名称和结果对象名称：避免把多个结果对象的数值混在一起。
• • 数值与单位：不要只输出一个没有单位的数字。
• • 数据来源：记录结果对象、节点、Named Selection 或图片文件名。
• • 处理状态：区分已求解、未求解、读取失败和需要复核的对象。

这些信息写入 Markdown 后，文件可以进入项目归档、版本管理和 AI 辅助分析流程。AI 是否能正确理解结果，仍然取决于字段是否完整、单位是否明确、结果对象是否命名稳定；格式本身不会替代数据质量。

脚本实现思路

这份热力耦合报告示例，把代码分成两层：MarkdownBuilder 负责生成文档格式，报告主体负责填入分析概况、材料参数、分析说明和结果图片。

第一步，初始化文档对象。MarkdownBuilder 内部使用 lines 列表保存每一行 Markdown 文本。如果初始化时传入标题，类会自动写入一级标题。

第二步，用语义化方法写入内容。heading() 负责标题，paragraph() 负责段落，bullet_list() 和 ordered_list() 负责列表，quote() 负责引用，调用者不需要手动维护空行。

第三步，把表格和图片单独封装。table(headers, rows) 接收表头和数据行，统一生成 Markdown 表格；figure(caption, url) 先写图片说明，再写图片引用，适合组织温度云图和等效应力云图。

第四步，获取 ANSYS Mechanical 的用户文件目录。示例使用 wbjn.ExecuteCommand() 调用 GetUserFilesDirectory()，报告文件统一保存到这个目录下，图片在 Markdown 中使用文件名引用。

第五步，渲染并保存。render() 将 lines 列表合并成完整文本，save() 创建目标目录并以 UTF-8 写出 Markdown 文件。报告内容与文件格式在这里完成分离，后续增加新章节时，只需要组合新的构建方法。

源码及其讲解

这张源码图展示了 MarkdownBuilder 的核心实现。当前类内一共定义了 17 个方法：__init__ 负责初始化，另外 16 个方法分别覆盖文本、格式、图片、列表、表格、渲染和文件保存。它们可以分成下面几组：

其中，heading() 会把传入的标题级别限制在 1 到 6 之间；paragraph()、image()、table() 等方法都会在内容后追加空行，减少调用者手动维护 Markdown 排版的工作。bold()、italic() 和 link() 不直接写入 lines，它们返回格式化后的字符串，适合嵌入段落、表格单元格或列表项中。

图片部分有两个层次。image() 负责生成标准图片语法，并支持可选的图片标题；figure() 在此基础上先写入加粗的图片说明，再调用 image() 写入图片引用。这样报告中可以统一使用“说明文字 + 图片”的结构。code() 则把代码内容包进三个反引号，并可附加 python 等语言标识。

列表和表格方法接收 Python 列表作为输入。bullet_list() 在每个元素前加上 -，ordered_list() 自动添加序号，table() 则根据表头数量生成分隔行，再逐行写入数据。对于 ANSYS 结果报告，这种接口可以把结果对象、最大值、最小值、单位和图片文件名组织成固定列。

本次热力耦合报告主体显式调用了 __init__()、paragraph()、heading()、table()、figure() 和 save()；figure() 内部又间接调用了 image()。其余方法虽然没有出现在当前演示报告中，但已经作为通用 Markdown 接口保留，后续增加结论引用、代码片段、工况清单或多工况对比表时可以直接复用。

报告主体的调用方式可以保持很直观：

report = MarkdownBuilder(u"热力耦合分析报告")

report.paragraph(u"本报告由 ANSYS Mechanical 自动生成。")
report.heading(u"分析概况", 2)
report.table(
    [u"项目", u"内容"],
    [
        [u"分析类型", u"热-结构耦合分析"],
        [u"求解器", u"ANSYS Mechanical"]
    ]
)
report.figure(u"温度场分布", u"temperature_distribution.png")
report.save(output_file)

这段调用代码只描述报告需要哪些内容，具体的 #、表格分隔线和图片语法由 MarkdownBuilder 负责生成。类内部的 heading() 会把标题级别限制在 1 到 6 之间，table() 会先输出表头和分隔行，再逐行拼接数据，figure() 则把图片说明和图片引用组合起来。

这种设计的价值，是把“报告写什么”和“Markdown 怎么写”拆开。后续从热分析扩展到热-结构耦合、多工况结构分析或接触分析时，报告主体可以替换数据表和结果图片，格式接口仍然保持一致。

保存部分沿用了 Mechanical 脚本常见的 Python 2.7 写法：先通过 render() 得到 Unicode 文本，再编码成 UTF-8 写入文件。

脚本运行结果

脚本运行后，会在 ANSYS Mechanical 的 user_files 目录下生成 thermal_coupling_report.md。文件内容包括：

需注意的是，当前示例把表格数据和图片文件名写在报告主体中，重点演示 Markdown 文档结构的生成。它并没有在这段代码里自动读取 Solution 下的真实结果极值，也没有负责导出两张结果图片。

如果要升级为项目报告，可以在报告主体中接入真实结果读取和图片导出逻辑。MarkdownBuilder 继续负责格式，结果提取逻辑负责提供数据，两部分各自保持清晰。

脚本扩展方向

• • 将固定的分析概况和材料参数替换成当前 Mechanical 模型中的真实属性，并把模型名称、分析名称和工况编号写入报告。
• • 连接 Solution 下的结果对象，读取已经求解结果的最大值、最小值或平均值，生成统一的结果摘要表。
• • 将结果云图导出与图片引用结合起来，自动把图片文件名、结果对象名称和报告章节对应起来。
• • 增加异常提示和状态表，记录结果未求解、对象不存在、图片缺失或输出目录不可写等情况。
• • 将 MarkdownBuilder 拆成可复用模块，后续继续增加目录、分隔线、HTML 片段或多工况汇总功能。

如果项目最终仍然需要 Word、PDF 或网页格式，可以把 Markdown 作为中间结果，再在 ANSYS Mechanical 外部完成转换。这样报告生成和格式转换各自独立，Word 或 WPS 的安装状态不会影响 Mechanical 内部的结果归档。

总结

学员关于 Word 和 WPS 环境的反馈，提醒我们重新审视报告自动化的依赖边界。对 ANSYS Mechanical 来说，仿真结果本身是结构化数据，报告生成可以先落到稳定、可搜索、易解析的 Markdown 文本上。

这份热力耦合示例通过 MarkdownBuilder 把标题、段落、表格、图片和文件保存封装成一组清晰的方法。它借鉴了 mdutils 这类 Markdown 文档生成器的接口思路，同时保留了 Mechanical Python 环境下的可控性。当前示例重点是报告结构，下一步再把真实结果读取、图片导出和多工况数据接入这套结构。

你在 ANSYS Mechanical 中生成报告时，更希望自动整理哪类内容：结果极值、热-结构耦合过程、云图图片，还是多工况对比表？如果你在 Word、WPS 或 Markdown 报告生成中遇到过具体问题，也可以把运行环境和报错现象写在评论区。