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参数分析与优化

工程师们常常依赖参数研究来分析不同参数集下的设备性能,并且常常想知道是否有可能超越这一点,以便直接找到最佳解决方案。优化方法可以有效地自动搜索设计空间并找到最优解。

让我们首先定义参数分析,然后探讨这些研究和优化之间的差异。

参数化分析

参数被定义为一个数值的或其他可测量的因素,形成一个定义系统或其运行条件的集合之一。参数是系统的元素,对于识别系统或评估系统的性能、状态或状态是有用的或关键的。例如,一个运动方程的参数可以包括力学、质量、尺寸和形状,以及系统内流体的密度和粘度。

参数分析,也称为灵敏度分析,是研究不同几何或物理参数或两者对问题解的影响。参数分析是设计探索的重要工具,例如,检查气隙长度对接触器中磁力的影响。

Altair的模拟套件为工程师和设计师提供了一系列用于各种用例的参数分析工具。分析场景可以是单参数或多参数,包括参数时间,和/或几何或物理参数。Altair用户可以根据流体和热性能、电磁学、运动、振动声学、结构等进行参数化研究。

参数分析基于用户定义的解决方案,产生“未细化”的解决方案。这些结果需要经过后期处理,以便在整体设计中找到最佳解决方案或折衷方案。

优化

相反,优化的目的是在相互竞争的参数之间产生一个最优解或最优妥协。不同于参数化分析,参数化分析需要对初始设计进行检查,优化为工程师提供了一块白板来探索设计空间,并根据用户定义的约束条件创建优化设计。

优化软件基于确定性算法,不考虑任何不确定性,或随机算法,使用概率分布容纳模型的不确定性。

参数分析和优化是紧密交织在一起的,经常被用作产品设计和开发工作流程的一部分。设计工程师可以使用拓扑优化等结构优化方法来开发初始几何图形,然后使用参数分析进行目标协商和权衡研究,以探索“假设”场景。这些分析的结果将被输入到优化算法中,以在系统级研究中找到参数的最佳平衡。

在下面的视频中,我们通过多学科的优化来设计和提高高性能电动机的性能。这些参数包括电磁、温度、应力、振动和噪声,并分别进行研究,然后与优化驱动的多物理方法结合在一起,以解决冲突约束。该解决方案支持多学科团队合作,有助于减少设计时间。

牵牛星SimLabTM,它提供了自动化的多物理工作流,以更快地分析和优化,以及牵牛星HyperWorksTM,用于复杂设计的详细建模,这两个工具提供了健壮的应用程序工作流,以促进参数化模型的优化研究。bob电竞官方

在解决多物理问题时,前处理和后处理往往非常耗时,特别是对于复杂的装配。SimLab使参数优化的设置变得很容易,而无需广泛的特定领域培训,甚至对于兼职分析师也是如此。SimLab中高度自动化的建模工具不需要执行繁琐的几何体清理,而是允许直接对几何体进行工作,通过双向CAD耦合导入和更新。用户可以通过实时同步到流行的参数化CAD系统(包括CATIA、Pro/E Siemens NX和SolidWorks),快速探索和评估设计更改。

对于复杂几何的高保真建模,分析人员可以使用HyperWorks直观地直接建模,进行几何创建和编辑、中间面提取、表面和中间网格划分、网格质量校正,并结合高效的装配管理和工艺指导。的HyperWorks设计资源管理器是一个用于实时性能预测和评估的端到端工作流。

使用Design Explorer,您可以:

  • 通过使用模型图形创建设计变量(只需最少的鼠标点击和响应),设置您的探索。
  • 提交并监督你的探索。
  • 使用results Explorer对DOE勘探结果进行后处理和解释。
  • 使用浏览摘要表查看各个运行的浏览结果或加载结果。
  • 创建一个仪表板并加载其他运行的结果,以便进行调查或比较,或绘制与勘探运行相关的数据。
  • 查看绘图以分析结果并评估设计权衡,而无需额外的解算器运行。

在产品设计工作流程中,参数化分析和优化可以帮助工程师做出更快、更明智的设计决策,最终产生更高质量的产品,更少的重新设计周期,更快的上市时间。