ansys DesignXplorer
關注創建者：CAE_Bobby 創建時間：2021-01-06
ansys 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 ANSYS workbench強大的多學科優化設計計算能力，為求解復雜工程問題的優化提供了有效的數值解決方案。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。
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 鍋爐領域相關應用
鍋爐及部件的應力和疲勞分析
鍋爐爐內燃燒仿真分析
低NOX燃燒器設計與運行問題的仿真分析
流化床鍋爐內部流化特性研究
流化床鍋爐關鍵零部件設計問題
鍋爐制造工藝成形仿真
鍋爐相關仿真軟件模塊
幾何與網格處理工具：ANSYS DesignModeler、ICEM CFD
結構仿真分析：Ansys Mechanical
疲勞壽命分析：ANSYS nCode DesignLife
鑄造工藝仿真分析：NovaCast
鍛造及熱處理仿真分析：DeForm
流體仿真分析：Ansys Fluent/CFX
燃燒和化學反應：CHEMKIN
設計優化分析：Ansys DesignXplorer
優化、可靠性和魯棒性分析：OptiSLang
多學科優化和拓撲優化：VR&D Gensis
作業調度與高性能計算：PERA.Grid、ANSYS HPC
協同仿真環境及仿真流程與數據管理：ANSYS Workbench、EKM
展開 他們將幾何形狀導入Ansys DesignModeler后，Ansys網格平臺生成泵殼套管流體體積內的網格，Ansys TurboGrid自動生成所有葉片部件--進氣導葉、葉輪和擴壓器的六面體網格。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。
利用CFX計算得到展向的壓力場
通過壓縮機的總壓力變化
| 結構設計
為評估葉輪、輪和其他機械部件的應力水平和變形，還使用lAnsys Workbench將Ansys CFD的壓力和溫度預測與Ansys Mechanical連接起來。結構模擬揭示了初始葉輪設計經歷了超過葉輪材料屈服強度的應力值，因此增加了葉片厚度，確保可靠性。在三種質量流率下進行了額外的CFD計算，檢驗新設計。利用Ansys Mechanical提供的葉輪變形結果，避免葉輪葉尖與護罩的接觸。對旋轉葉輪的振動特性進行了模態分析，確保其在正常工作條件下不會產生任何共振頻率。
通過在三個不同的階段對壓縮機進行優化的綜合設計過程，新型壓縮機比上一代提升了2%到5%的效率。新型壓縮機可以在保持恒定壓力的同時改變流量，通過將流量降低到工藝所需的最低水平，從而節省更多的能源。
利用Ansys CFD進行的三維流動模擬改善離心壓縮機的性能
通過壓縮機的總壓力變化對葉輪進行了模態分析
對壓氣機葉片的應力場進行了模擬，以保證其可靠性
文章來源：上海安世亞太
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通過自動參數分析進行設計優化
將Ansys DesignXplorer集成在Ansys SPEOS中，可利用光學和機械參數優化光學設計的性能，以較少的迭代實現光學目標。
Ansys DesignXplorer利用參數化分析來有效地探索、理解和優化您的設計。DesignXplorer包括相關性、實驗設計、響應面創建和分析、六西格瑪優化和分析。
也可以通過將nCode工作流與Ansys DesignXplorer或Ansys optiSLang連接來執行參數化研究。
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