DesignXplorer
關注創建者：技術鄰公告 創建時間：2019-09-09
DesignXplorer的視頻教程
DesignXplorer的實例教程
ANSYS DesignXplorer結構優化設計和工程可靠性分析
一、課程背景：
本課程基于ANSYS Workbench和ANSYS APDL平臺，全面系統詳實的講解結構參數化、輕量化設計、拓撲優化、多目標優化、多工況優化等優化設計的基本原理和實現過程，基于實驗設計技術和優化技術，使設計人員能快速的建立實際工程的設計空間，進行產品性能的6sigma高可靠性設計和多目標優化等研究工作。在理論基礎上通過大量實際工程的優化案例強化軟件操作，提高學員的操作技能和解決實際問題的能力。課程設計考慮各行各業的需求，工程算例覆蓋的范圍廣，對很多實際工程問題給出了有效的優化設計方案和可靠性評估技術，具有重要的借鑒和參考價值。特舉辦“ANSYS DesignXplorer結構優化設計和工程可靠性分析”專題。
二、增值服務：
贈送定制U盤一個；
同一單位2人報名享受9折優惠；同一單位3人以上（含）報名享受8.5折優惠；
課程結束后贈送10套學習資料；
參訓學員或企業針對課程相關問題在課程結束后也可以得到老師的解答與指導（郵件、微信、電話），作為培訓講授的補充。
三、授課專家：
該課程講師，9年仿真分析工作經驗、副教授，碩士期間主修工程力學，擅長工程結構數值分析、流場流動模擬、流固耦合及多物理場耦合數值模擬，擁有豐富的大型工程結構數值分析、流體動力學模擬和多場耦合模擬經驗。發表學術論文20余篇，其中SCI、EI收錄論文13篇。培訓60多場次，學員上千人。
四、時間地點：
2018年12月21日-12月24日 上海
(第一天報到，授課3天)
五、課程大綱：
六、培訓費用：
標準費用：3800元/人，食宿可統一安排，費用自理。
展開 案例描述：冷熱水混合器使用Fluent進行流體分析，使用DesignXplorer進行響應面優化。
為了讓廣大分析人員學習和掌握Ansys workbench強大的優化仿真分析功能，掌握優化和可靠性計算問題的高效穩定數值計算方法，特舉辦《ANSYS DesignXplorer結構優化設計和工程可靠性分析》研修班。
本次研修班以ANSYS Workbench操作平臺為主，ANSYS APDL為輔，全面系統詳實的講解結構參數化、輕量化設計、拓撲優化、多目標優化、多工況優化等優化設計的基本原理和實現過程，基于實驗設計技術和優化技術，使設計人員能快速的建立實際工程的設計空間，進行產品性能的高可靠性設計和多目標優化等工作。在講透理論基礎上通過大量實際工程的優化案例強化軟件操作，提高學員的操作技能和解決實際問題的能力。課程設計考慮各行各業的需求，工程算例覆蓋的范圍十分廣泛，對很多實際工程問題給出了有效的優化設計方案和可靠性評估技術，具有重要的借鑒和參考價值。
一、時間地點
2019年10月25日-10月28日 北京（第一天報到，授課3天）
二、主講專家
該課程講師，副教授，博士畢業于哈爾濱工業大學工程力學專業，擅長工程數值分析，14年仿真分析經驗；仿真領域涉及結構靜、動力計算，結構疲勞、損傷與斷裂，計算流體力學，流固耦合及多物理場耦合數值模擬，轉子及多體動力學，工程傳熱與熱應力計算，爆炸與沖擊力學，Ansys二次開發等。發表學術論文20余篇，其中SCI、EI收錄論文13篇，申請發明專利2項。培訓70多場次，學員上千人。
三、增值服務
1、贈送定制U盤一個；
2、同一單位2人報名享受9折優惠；同一單位3人以上（含）報名享受8.5折優惠；
3、課程結束后可領取電子課件、CAE模型及計算結果文件；參訓學員或企業針對課程相關問題在課程結束后也可以得到老師的解答與指導（郵件、微信、電話），作為研修班補充。
展開 ANSYS DesignXplorer利用響應面法進行參數優化。這里不談論這些方法的具體原理，只是描述如何使用該方法進行參數優化。在使用該優化模塊之前，需要明白一些基礎知識。
1、優化的含義
優化計算與常規計算存在很大的差別。這里以一個簡單的實例來描述這兩者的差別。
（1）已知a=3，b=4，問：a+b=?
（2）已知a+b=7，1<a<4，2<b<5問a=?,b=?
第一個問題是我們的常規計算問題，CFD計算就是這樣，輸入左邊的已知值，根據已知的運算法則計算右邊的未知值。
而第二個問題，則是我們要講的優化問題。雖然并非嚴格意義上的優化問題（關于真正的優化模型，可以參看一些專門的優化算法書籍），但是已具備其中的形式。其具有的特點在于：已知右側的值，要篩選出左側的參數搭配。
因此優化問題的一些術語定義：
設計變量：能夠被改變的參數。問題2中的a與b
目標函數：相對于問題2中的右側的值，其可以被表述為設計變量的函數。
設計約束：設計變量的約束值，如問題2中的1<a<4，2<b<5。優化問題可以是無約束的。
2、CFD優化存在的困難
目前的CFD計算都是常規計算問題，要求用戶輸入明確的邊界條件、計算模型，然后得到明確的輸出結果。對于反問題（給定需要的輸出結果，計算輸入參數）計算，當前的CFD軟件則顯得束手無策。利用CFD進行優化設計計算存在的困難主要體現在以下幾個方面：
（1）CFD計算采用的是歐拉網格。在計算過程中，網格節點相對是固定的（動網格只能能解決部分邊界運動的問題，實際上CFD優化正是基于動網格的，本次不討論），因此廣泛應用于有限元優化中的拓撲優化、形貌優化等方法在CFD中難以使用。
（2）與有限元程序不同，CFD計算網格中并不包含幾何信息，因此難以直接進行優化計算。
現今的CFD優化大部分都是基于數值優化方法的。
展開 初始平均照度、照度和RMS值仿真結果
Workbench優化流程構建
Workbench基于相關性分析或實驗設計 (DOE) 算法（比如拉丁超立方體抽樣、中心復合設計或稀疏網格法）創建設計點列表，DesignXplorer 可驅動 Workbench 調整參數變化，然后存儲并分析結果。在優化開始之前，首先需要在Workbench中構建Speos和DesignXplorer兩個程序的連接：1、打開Workbench，新建一個項目，將Speos分析系統拖入項目原理圖中，右鍵Geometry，導入幾何結構，雙擊或右鍵仿真任務選擇生成參數，Speos自動啟動。2、在Speos中定義要導入Workbench的輸入參數：選擇TIR Lens 設計中的參數。在DesignXplorer中拖入直接優化，右鍵優化對目標和約束進行設置，包括運行時間、容差設置、候選數量。
圖4. Workbench構建工作流程
Workbench優化目標與約束設置
在目標定義過程中，如果僅設置RMS值為優化目標，可能會導致光過度擴散，因此可以同時設置平均照度和光通量大于一定的值。設置優化目標：P7-平均照度大于30000 lx，P8-光通量大于400 lm，P9-RMS小于目標值0.4，這里要注意上限或下限設置值過低或過高，會導致計算結果不收斂而無法求得滿足要求的設計結果。
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工程師們利用Ansys DesignXplorer進行了另一個約有250個設計的實驗，對系統進行了重新優化。
集成于Ansys Workbench
Rocky DEM完全集成于Ansys Workbench，與Ansys相關軟件（Fluent, Mechanical, optiSLang and DesignXplorer）進行耦合仿真。例如，能夠和Ansys Fluent進行單向或者雙向耦合，獲得與真實物理一致的結果。
在DesignXplorer中拖入直接優化，右鍵優化對目標和約束進行設置，包括運行時間、容差設置、候選數量。
圖4.
設計點
N/A
設計點是一組輸入can是集合，詳見Transferring Design Point Data for Direct Optimization in the DesignXplorer User's Guide .
2. 系統高亮
為了跟蹤系統間的數據是如何共享或傳遞的，點擊系統的單元。
下面是一個基于ANSYSDesignXplorer的優化分析實例。
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前已述及，SpaceClaim是當前市場上最快速的實體建模軟件。
不支持DesignXplorer11(.dxdb)文件導入，但是支持基本參數導入。
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利用Ansys CFX計算流體力學(CFD)軟件最大限度地降低擴散器和泵殼的流動損失，工程師們利用Ansys DesignXplorer進行了另一個約有250個設計的實驗，對系統進行了重新優化。
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