Odyssee是海克斯康工業(yè)軟件旗下的一款跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、跨專業(yè)的軟件產(chǎn)品，基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型，能夠?qū)崿F(xiàn)秒級(jí)實(shí)時(shí)的CAE靜態(tài)、動(dòng)態(tài)仿真、圖像識(shí)別、智能預(yù)測等，顯著縮短計(jì)算分析周期，提高生產(chǎn)效率。對(duì)于車身結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性（振動(dòng)傳遞函數(shù)）的研究，一般是通過試驗(yàn)手段或者有限元仿真方法。但試驗(yàn)的方法無論在時(shí)間成本還是金錢成本方面都比較高，采用有限元分析方法計(jì)算車身結(jié)構(gòu)的振動(dòng)傳遞函數(shù)，例如使用MSC Nastran進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算和預(yù)測，可以降低時(shí)間和試驗(yàn)投入成本。Odyssee軟件能夠根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果或有限元計(jì)算結(jié)果進(jìn)行模型的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，來預(yù)測車身結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性，從而進(jìn)一步縮短仿真時(shí)間，并可用于研究設(shè)計(jì)參數(shù)靈敏度以及參數(shù)的優(yōu)化。

在新的車身結(jié)構(gòu)開發(fā)初期，設(shè)計(jì)工程師需要盡快知道當(dāng)前設(shè)計(jì)車身結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性。使用傳統(tǒng)有限元方法進(jìn)行求解，面臨網(wǎng)格剖分、邊界條件設(shè)置、模型裝配、求解計(jì)算等一系列的工作，幾輪迭代下來也需要幾天的時(shí)間。因此有限元仿真分析往往跟不上現(xiàn)在快速產(chǎn)品設(shè)計(jì)迭代的腳步。而使用基于機(jī)器學(xué)習(xí)的仿真工具Odyssee，可以在前期通過已有的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和仿真結(jié)果訓(xùn)練代理模型，針對(duì)新的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)秒級(jí)的動(dòng)態(tài)特性仿真預(yù)測，從而加快了車身結(jié)構(gòu)研發(fā)速度，幫助設(shè)計(jì)工程師快速完成前期的預(yù)測。

圖2. HP ZBook Firefly 14G9工作站

表1.  惠普Z系列移動(dòng)工作站參數(shù)

Odyssee測試操作步驟:

?  使用了Odyssee 2022.2進(jìn)行測試的過程中，需要準(zhǔn)備以下文件：X.csv,Y.csv,XN.csv, Y_exact.csv。

圖3. 仿真模型

?  首先打開Odyssee軟件，在其中生成DOE數(shù)據(jù)，算法采用Optimal Latin HyperCube方法，DOE的樣本點(diǎn)數(shù)目為100個(gè)，生成9個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)d1、d2、……、d9的樣本空間。

圖4. DOE樣本空間生成

?  針對(duì)生成的DOE樣本空間，進(jìn)行改善DOE數(shù)據(jù)。通過將Number Of new points設(shè)置為20，并點(diǎn)擊Improve DOE，在上述100個(gè)樣本空間點(diǎn)基礎(chǔ)上生成新增20組數(shù)據(jù)。保存生成的DOE數(shù)據(jù)為X.csv文件。

?  將DOE文件中每組參數(shù)生成相應(yīng)的Nastran計(jì)算文件，并在Nastran中進(jìn)行計(jì)算，完成后提取相應(yīng)節(jié)點(diǎn)位移隨時(shí)間變化曲線，形成Y.csv文件。

?  將X.csv和Y.csv文件作為輸入?yún)?shù)文件和輸出參數(shù)文件導(dǎo)入到Odyssee中進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)，如下圖。

圖5. 機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練模型

圖6. 機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測結(jié)果

表2. Odyssee中機(jī)器學(xué)習(xí)算法

?  通過對(duì)比不同的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，針對(duì)本模型最優(yōu)ROM算法為POD_ARBF，針對(duì)三個(gè)驗(yàn)證數(shù)據(jù)的結(jié)果與Nastran計(jì)算結(jié)果對(duì)比如下：

圖7. 預(yù)測結(jié)果與仿真結(jié)果對(duì)比

?  針對(duì)不同時(shí)刻的輸入變量靈敏度分析結(jié)果如下：

圖8. 某時(shí)刻輸入變量靈敏度分析

在使用Odyssee軟件進(jìn)行測試時(shí)， 惠普Z系列移動(dòng)工作站硬件功能強(qiáng)勁，達(dá)到了功能與便攜的均衡，軟件在惠普Z系列移動(dòng)工作站上使用流暢，無卡頓，無不顯示或黑屏情況，其工作站的配置保證了軟件的運(yùn)行速度，在同時(shí)打開幾個(gè)軟件同時(shí)計(jì)算的情況下，也能保證每個(gè)算例計(jì)算的性能基本不受影響。未來海克斯康與HP之間會(huì)繼續(xù)保持深度合作，為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的技術(shù)服務(wù)。