氣動優化設計
關注創建者：Oler 創建時間：2019-05-03
氣動優化設計的視頻教程
Cadence Fidelity一站式葉輪機械設計與優化方案
本次直播將介紹Fidelity氣動設計與優化的一站式無縫鏈式解決方案，包括：葉片初始設計、詳細設計、3D建模與逆向、CFD前處理與計算、多目標優化等。 直播內容： 葉輪機械的設計和優化對于提高機械效率、降低能耗、延長機械壽命具有重要意義。
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Fluent旋轉機械氣動與噪聲設計應用——氣動噪聲分析設計流程
Fluent旋轉機械氣動與噪聲設計應用——氣動噪聲分析設計流程 適用人群：學習型仿真工程師；理工科學生；旋轉機械噪聲從業人員 Fluent旋轉機械氣動與噪聲設計應用——氣動噪聲分析設計流程（免費）【已結束】 直播時間：2023-06-20 19:30 本講座從風扇氣動噪聲的產生機理入手,對風扇的氣動噪聲進行仿真預測方法的研究。
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氣動優化設計的實例教程
而PCA-Kriging模型相對于Kriging模型并沒有顯著優勢，以至于其在優化設計中難以被使用。尤其Kriging方法在設計變量維數大于118后預測精度急劇變差；而KPCA-Kriging方法此時預測精度仍然保持在一個可接受的范圍內，并且預測誤差明顯小于Kriging方法和PCA-Kriging的預測誤差。
圖2 CRM機翼在不同設計變量數時的FFD框圖示
圖3 KPCA-Kriging與Kriging模型驗證誤差隨設計維數變化曲線
圖4 KPCA-Kriging 模型驗證誤差隨選擇的有效維數變化曲線（118維設計變量）
2）建立了基于SN-DRSM的高效全局氣動優化設計方法，并在復雜跨聲速氣動外形優化設計中得到應用和驗證。
針對AIAA氣動優化討論組發布的NACA0012無黏優化算例，采用基于自適應空間擴展(ADE)的代理優化框架進行優化設計。ADE能自動選擇拓展后緣邊界的樣本，減少迭代優化的次數，從而顯著提高優化效率。優化結果分別記為ADE-Kriging和ADE-KPCA-Kriging。結果顯示，基于ADE的兩種優化方法阻力保持了持續的下降，直到150步以后接近收斂，而基于固定設計空間的方法在50次迭代后就已經收斂，阻力值不再下降。并且基于自適應設計空間擴展的代理優化方法獲得了更低的阻力值，其中基于
KPCA-Kriging模型的優化方法獲得了最低的阻力系數42 counts
，小于基于ADE-Kriging和Kriging優化方法的收斂得到的阻力值。并且
優化翼型前緣壓縮和后緣恢復，后緣激波變弱，壓力分布更趨近“對稱”
。如圖5至圖9所示。
展開 渦輪葉片設計過程中涉及氣動、幾何、結構、材料、強度、溫度等多個學科需要用多學科優化設計方法進行渦輪葉片的設計。本文應用軟件和基于精化網格法的自編程序分別進行了渦輪葉片一維氣動方案設計。通過對軟件中不同算法的求解與對比分析為基于三維精確仿真的渦輪葉片多學科優化設計過程中的優化算法選擇提供了參考。應用精化網格法編制的多級渦輪葉片優化設計程序根據發動機總體提出的性能要求與約束條件計算得到了多級渦輪熱態子午流程通道以及渦輪葉片氣動三角形等參數為基于三維精確仿真的渦輪葉片多學科優化設計提供了初始的設計點
渦輪葉片一維氣動方案多學科優化設計.pdf
展開 例如：
（1）復雜構型氣動布局總體方案快速閉環
創新的飛行器氣動布局，是否總體方案上滿足性能需求，精確快速的氣動特性數據是關鍵，同時的制約因素還有經費。或者說，型號/課題立項前，CFD無疑是黑暗中探索道路最有效的明燈。
圖29 空射洲際彈道導彈系統
（2）部件及布局參數化優化設計
利用CFD技術自動優化幾何外形，近20年來得到了快速的發展及廣泛的應用。不同于傳統上基于經驗的方案“優選”，基于CFD技術的多點多目標優化工具設計的氣動布局接近于物理上的全局最優方案。波音公司發展的TRANAIR優化器，可處理高達600個幾何自由度和45000個非線性不等式的約束條件。
圖30 Star-CCM+自帶的飛行汽車氣動外形優化設計案例
（3）多學科綜合一體化設計
為使飛行器綜合性能達到最高水平，需要的是多學科綜合的優化，實現多學科的一體化設計。如：氣動/隱身一體化設計，氣動力/熱一體化設計，氣動/結構一體化設計，氣動/飛行/推進系統一體化設計等等。融入多學科新技術、新成果的氣動布局設計中，精細化的設計奠定了CFD不可撼動的地位。以氣動/結構一體化設計為例，目前已實現10億網格的氣彈仿真工程化。
（4）風洞試驗無法覆蓋或代價極大的工況
風洞試驗由于風洞尺寸、設備、氣源等原因，很多工況地面試驗無法開展，如進氣道前堵網影響，大落壓比的噴流模擬。對飛行器表面突出物的優化設計，通過風洞試驗，其代價將難以接受。
5. CFD的意義建立在精準之上
CFD處于蓬勃發展的年代，日新月異的CFD工具更是讓我們變成選擇困難癥。作者本人一直的觀點，在精準的基礎上，更快更友好，就是我們的好朋友。
展開 1.1 乘波前體設計
作者前期對高超聲速ISR平臺的乘波前體進行了優化設計和性能分析，優化后的乘波體具有應用于高超聲速ISR 平臺氣動外形設計的潛力。因此，選取參考文獻[9]中優化后的乘波體作為高超聲速ISR平臺的機身前體。
1.2 機翼設計
對于大多數的高超聲速飛行器，機身為主要升力面，利用前機身的壓縮產生主要升力。機翼作為次要升力部件，具有很大的改善空間，也需重點設計。由參考文獻[9]可知，高超聲速ISR 平臺乘波前體提供了一半以上的升力（113482N），還有一小半升力需要機翼來提供。另外，為了滿足水平起降設計要求，也需對機翼進行詳細設計。這就是高超聲速機翼的設計目標。
為了保證較好的波阻特性，對于高超聲速飛行器來說，在進行翼型設計選擇時一般會考慮較薄的對稱翼型，通常采用對稱雙弧形翼型、小展弦比大后掠梯形翼面[10]。機翼形狀相對簡單，由翼型參數和翼平面參數控制。對于高超聲速巡航類飛行器，機翼外形既要保證高超聲速ISR 飛行器巡航飛行時的升力和配平特性需求，又必須保證水平著陸時需要的高升力特性，同時機翼的重量還要輕。綜上考慮，確定高超聲速機翼的設計參數值及幾何參數見表2。
表2 機翼幾何參數
Table 2 Geometry parameters of wing
采用計算流體力學（CFD）方法來計算機翼的氣動性能，并對機翼升阻比L/D 與迎角α 進行非線性回歸分析。高超聲速機翼在迎角5° ≤α ≤14°范圍內的氣動性能數值計算結果見表3。其中，FL、FD分別為高超聲機翼的升力和阻力。
表3 機翼氣動性能與迎角的關系
Table 3 Relationship between aerodynamic performance of wing vs α
圖1 為高超聲速機翼的升力、阻力和升阻比隨飛行迎角的變化關系曲線。
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氣動優化設計的最新內容
本文原刊登于Ansys.com：《Boost Your Ansys Workflow: 5 Tips for Faster, More Accurate Structural Checks》
編輯整理：邱成宇 | Ansys 高級應用工程師
在結構工程中，精度和效率是必須滿足的目標。由于項目變得越來越復雜，能夠在確保符合行業標準的同時簡化工作流程，對于取得成功的結果非常關鍵。
本文將介紹使用
今日16:00，Ansys官方『Ansys 結構輕量化優化設計解決方案及案例分析』介紹Ansys Mechanical拓撲優化仿真解決方案，以及輕量化結構設計的工程案例分析，感興趣的下滑預約學習??
時間：5月12日（星期二），16:00-17:00
內容簡介：
1. Ansys Mechanical 拓撲優化仿真解決方案
2.輕量化結構設計案例分析
講師：
由于雙高斯照相物鏡結構的對稱性，原則上所有橫向像差都能自動補償，因此在設計思路上只著眼于縱向像差的平衡設計。為此在設計過程中首先從設計其半部系統入手，然后再經過鏡像處理形成雙高斯照相物鏡的全系統。雙高斯照相物鏡的半部系統在其系統光欄后只包括一個雙膠合透鏡和一片單透鏡組成，如圖2。
該類型鏡頭結構簡單
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7/16 | Ansys旋轉葉片設計、仿真及優化流程2026新功能及方案更新
講師簡介：
姚翔 | Ansys 高級應用工程師
主題簡介：主要介紹Ansys CFD 2026R1最新版本在旋轉葉片設計、優化和仿真領域的重要更新，同時展示Ansys CFD產品在冷卻風扇、飛行器旋翼和其他旋轉機械葉片氣動及氣動噪聲設計優化領域的最新案例和解決方案。
從反復試誤到結構化搜尋
葡萄牙米尼奧大學（University of Minho）的聚合物與復合材料研究所（Institute of Polymers and Composites，IPC），運用仿真與人工智能（AI），解決射出成型中最棘手的其中一項瓶頸：在不犧牲質量的前提下，實現快速且均勻的冷卻。IPC團隊采用「仿真優先」的工作流程，并結合基于主成分分析（PCA）的目標篩選、類神經網絡
OCAD應用：凸輪曲線優化設計2個月前
機械補償式連續變焦光學系統，通過系統的活動組分相對固定組分沿軸向運動改變各組分之間間隔尺寸，在保證系統像面穩定不變的前提下，連續改變系統焦距。系統中，最后一個固定組前的總組分數稱為該連續變焦光學系統的組分數，比如含有一個前固定組、一個變焦組、一個補償組以及一個固定組的變焦系統被稱為三組分變焦系統。為保證各活動組分在變焦過程中按設計要求移動活動組分，保證其表面間隔尺寸，一般都使用凸輪結構驅動各組分的運動
智能優化設計2個月前
[圖片]
概要
在光學系統中選擇最優玻璃材料時，Conrady d-D以及模型玻璃等傳統的玻璃選擇方法提供的幫助有限。本文介紹了如何使用玻璃替換方法進行直接玻璃優化，以及在考慮玻璃的可用性、成本及耐候性等因素時，如何進一步嚴格挑選玻璃。
簡介
玻璃替換方法是OpticStudio中選擇玻璃最有效的方法。玻璃替換方法可直接修改玻璃類型，然后重新優化系統，以確定新的玻璃是否是更好的設計方案。
OCAD應用：凸輪曲線的優化設計3個月前
在進行凸輪曲線設計時，不僅要考慮凸輪轉動時確保各活動組分之間準確的間隔尺寸，保證在變焦過程中光學系統像面的穩定，還要考慮到運動曲線的平滑性以及曲線的陡度，避免運動中的卡滯現象，當然還要考慮到凸輪加工的工藝性。
機械補償式連續變焦光學系統，通過系統的活動組分相對固定組分沿軸向運動改變各組分之間間隔尺寸，在保證系統像面穩定不變的前提下，連續改變系統焦距。系統中，最后一個固定組前的總組分數稱為該連續變焦光學系統的組分數
OCAD應用：凸輪曲線的優化設計3個月前
機械補償式連續變焦光學系統，通過系統的活動組分相對固定組分沿軸向運動改變各組分之間間隔尺寸，在保證系統像面穩定不變的前提下，連續改變系統焦距。系統中，最后一個固定組前的總組分數稱為該連續變焦光學系統的組分數，比如含有一個前固定組、一個變焦組、一個補償組以及一個固定組的變焦系統被稱為三組分變焦系統。為保證各活動組分在變焦過程中按設計要求移動活動組分，保證其表面間隔尺寸，一般都使用凸輪結構驅動各組分的運動
