ModelCenter简化了汽车电动机的多学科优化
访客作者 - 斯科特·罗戈,Ilya Tolchinsky和Olivier Morisot来自凤凰集成
为电气化汽车设计现代电动马达需要在成本、重量和性能之间取得完美的平衡。从建模和仿真的角度来看,预测电机的整体性能需要多个多学科的分析,包括电磁、热和应力分析。
当设计的验证需要这种型号和类型的求解器时,传统的计算机辅助工程(CAE)过程根本无法实现。该过程包括设置模型,运行模拟,后处理数据,查看结果,提取输入的一个模拟的输出,并迭代直到实现可接受的设计。
ModelCenter强大的集成功能为工程师提供了快速构建自动化多学科工作流的能力。这使Altair HyperWorks™软件套件以高度复杂的应用程序集成。bob电竞官方在该示例中,ModelCenter用于解决汽车的电动机设计的多学科问题,并将电磁,热和结构性能标准放在一个工作流程中,使得所有性能方面和约束可以同时考虑设计高效电机。使用Altair Solvers评估个别学科 -Altair Fluxmotor™(初始基线电机设计),Altair Flux™(埃)牵牛星OptiStruct™(热和应力分析)。
ModelCenter是一个基于模型的工程框架,允许用户:
- 自动化任何建模和仿真工具
- 将这些工具集成在一起以创建可重复的模拟工作流
- 设置仿真参数
- 自动执行工作流
- 通过将系统架构和要求连接到建模和仿真工具来简化复杂系统的开发
一般的设计和优化步骤包括:
- 使用FluxMotor生成基线设计
- 定义实验设计(DoE)以探索设计空间
- 运行DOE(使用FORUX进行EMAG,以及用于热和机械分析的OPTISSTRUCT)
- 从设计空间的结果,创建简化的订单模型,将取代基于物理的多学科分析,从而工作流可以执行得更快,从而使优化可行
- 设置优化问题
- 运行优化问题以提出最佳设计
整体设计和优化过程图
ModelCenter提供了一种将不同的分析工具连接到复杂的工作流程的简单方法。如上所示是工作流的图形表示,其清除了组件的执行顺序和它们之间的数据依赖性。当组件不依赖于彼此时,可以并行运行它们以减少执行时间。工作流程由Altair Hyperstudy™搜索设计空间并找到最佳答案。
设计优化问题定义如下:
设计优化问题定义在上图中
关联的ModelCenter工作流程
ModelCenter图形用户界面(GUI)允许用户在执行工作流程时提取密钥信息,这提供了实时仪表板,而设计迭代循环正在运行。在此特定实例中,我们选择了一个具有一些关键设计变量和输出的表,以及几何图形图像以及应力和热结果。这允许分析师在分析结果上获得实时反馈并监控进度。
在创建工作流之后,我们可以探索设计空间以洞察我们的设计。
基于DOE的结果,我们现在能够识别哪些设计变量对我们的设计和性能目标产生最大影响,以及这些变量的可用范围是什么。这将有助于我们正确定义优化问题,因此我们可以运行优化循环以基于当前目标找到最佳折衷。
在这种特殊情况下,我们能够将电机的效率提高3%,同时在不到一小时内达到所有约束。
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