ansys仿真優(yōu)化設(shè)計的案例
優(yōu)化設(shè)計，提升性能 | 《ANSYS換熱器設(shè)計與開發(fā)仿真解決方案》現(xiàn)已開放領(lǐng)取
定義和應(yīng)用
換熱器的種類
使用換熱器面臨的巨大挑戰(zhàn)
換熱器的分析與設(shè)計過程
分析方法
仿真對換熱器設(shè)計和開發(fā)的影響
換熱器設(shè)計難點與方案
預(yù)測換熱器結(jié)垢
換熱器設(shè)計和開發(fā)的最佳實踐
1 擴散器形狀優(yōu)化
· 工程挑戰(zhàn)
· 仿真復(fù)雜性
· Ansys應(yīng)對挑戰(zhàn)的關(guān)鍵功能
· 入口擴散器的形狀優(yōu)化研究案例
2 導(dǎo)管螺紋形狀優(yōu)化
· 工程挑戰(zhàn)
· 仿真復(fù)雜性
· Ansys應(yīng)對挑戰(zhàn)的關(guān)鍵功能
· 波紋管
· 嚙合波紋管
3 共軛傳熱（CHT）
· 工程挑戰(zhàn)
· 仿真復(fù)雜性
· Ansys應(yīng)對挑戰(zhàn)的關(guān)鍵功能
· Ansys Workbench Meshing 針對CHT繪制網(wǎng)格
4 冷熱循環(huán)熱機疲勞
· 工程挑戰(zhàn)
· 仿真復(fù)雜性
· Ansys應(yīng)對挑戰(zhàn)的關(guān)鍵功能
5 蒸發(fā)和冷凝
· 工程挑戰(zhàn)
· Ansys應(yīng)對挑戰(zhàn)的關(guān)鍵功能
· Semi-Mechanistic沸騰模型
· 蒸發(fā)和冷凝案例研究
6 系統(tǒng)耦合能力（0D，1D，3D耦合）
· 工程挑戰(zhàn)
· Ansys應(yīng)對挑戰(zhàn)的關(guān)鍵
· 換熱器庫
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展開 ANSYS 優(yōu)化設(shè)計 CAE仿真
_ANSYS_Workbench_15.0_有限元分析培訓(xùn)(第二講).pdf
Ansys Lumerical | 針對多模干涉耦合器的仿真設(shè)計與優(yōu)化
EME 求解器非常適合表征這些器件，本例中的器件針對TE模式進行了優(yōu)化，但該方法可以擴展到任何設(shè)計和極化。
運行和結(jié)果
第1步：優(yōu)化 MMI 幾何結(jié)構(gòu)
使用EME運行一系列參數(shù)掃描以優(yōu)化 MMI 性能。
· 模式收斂掃描
確保每個單元格中的模式數(shù)量足以給出準確的結(jié)果，模式收斂掃描是確保仿真結(jié)果可靠的重要部分，應(yīng)作為 EME 仿真文件初始設(shè)置的一部分來完成。下圖顯示輸出端口的傳輸結(jié)果收斂于約15種模式，稍大的值用于確保模式數(shù)量足以滿足本示例中使用的其他掃描（如波長、纖芯長度和錐形寬度）。右圖為從 field_profile 監(jiān)視器獲得的電場強度。
· 波長掃描
EME 是一種單頻求解器，參數(shù)掃描是獲得寬頻結(jié)果所必需的。將波長掃描設(shè)置為1.5~1.6 μm，具有100個波長點，按波長掃描。波長掃描選項卡返回S矩陣，然后可以根據(jù)S矩陣的S21元素計算從端口1通過端口2的基本TE模式傳輸。下圖顯示了使用EME分析窗口中的波長掃描功能獲得的1.1 μm taper 寬度的 MMI 傳輸與波長的函數(shù)關(guān)系 。
· 纖芯長度掃描
確定纖芯的最佳長度。涉及改變區(qū)域長度的掃描非常適合EME求解器，因為幾乎可以立即獲得結(jié)果，下圖顯示了作為纖芯長度函數(shù)的傳輸。從圖中可以看出，最大傳輸發(fā)生在~37 μm的纖芯長度處。
· taper寬度掃描
確定taper區(qū)域的最佳寬度,在“Optimizations and Sweeps”窗口中，設(shè)置參數(shù)掃描任務(wù)，將結(jié)構(gòu)組的寬度屬性掃描在0.4μm~1.1μm之間，并收集S矩陣。腳本文件用于運行此參數(shù)掃描并收集S矩陣結(jié)果。然后將從S矩陣的S21元素獲得的值平方，以提供通過兩個輸出端口的傳輸,結(jié)果繪制如下。
展開 三星采用Ansys仿真產(chǎn)品創(chuàng)建半導(dǎo)體設(shè)計，優(yōu)化高速連接
三星將采用Ansys電磁仿真工具套件，依托最先進的工藝技術(shù)開展含5G/6G在內(nèi)的尖端設(shè)計
主要亮點
Ansys仿真解決方案向三星開發(fā)人員提供綜合全面的電磁感知設(shè)計流程，在提高生產(chǎn)力的同時降低設(shè)計風(fēng)險
三星設(shè)計人員將受益于Ansys提供的先進功能、速度和集成能力，將電磁設(shè)計周期縮短10倍，從而加快產(chǎn)品上市進程
Ansys推出的自動反標等領(lǐng)先業(yè)界的設(shè)計功能，將通過速度更快、預(yù)測能力更強的準確計算與建模，優(yōu)化三星的片上設(shè)計
三星Foundry將采用Ansys業(yè)界領(lǐng)先的電磁（EM）仿真工具，依托最先進的芯片、節(jié)點和工藝技術(shù)開展含5G/6G在內(nèi)的超現(xiàn)代設(shè)計。Ansys仿真解決方案，將向三星最先進的半導(dǎo)體技術(shù)提供綜合全面并且功能、速度和集成能力均有所提升的電磁感知設(shè)計流程，縮短片上設(shè)計周期，優(yōu)化高速連接，同時助力減少設(shè)計錯誤并降低設(shè)計風(fēng)險。
三星設(shè)計人員將運用Ansys的電磁設(shè)計工具，包括Ansys RaptorX、Ansys VeloceRF和Ansys Exalto，助力將小型設(shè)計的上市時間縮短2-3周，將復(fù)雜設(shè)計的上市時間縮短2個月。憑借可優(yōu)化計算與建模的自動化功能，以及更高容量，Ansys軟件將幫助三星團隊以更高的保真度更快速地完成設(shè)計。
三星采用Ansys仿真產(chǎn)品創(chuàng)建半導(dǎo)體設(shè)計，優(yōu)化高速連接
三星電子代工設(shè)計技術(shù)團隊副總裁Sangyun Kim表示：“電子系統(tǒng)和工藝技術(shù)在不斷發(fā)展，因此行業(yè)需要先進的電磁設(shè)計功能。我們認為Ansys仿真解決方案能幫助應(yīng)對這方面的挑戰(zhàn)，該解決方案既能夠精準地滿足設(shè)計需求，同時又能縮短設(shè)計時間、降低成本與風(fēng)險。”
展開 
ANSYS仿真技術(shù)助力ORECA優(yōu)化賽車設(shè)計
行業(yè)領(lǐng)先的賽車團隊利用工程仿真技術(shù)實現(xiàn)準確的測試和高性能
2016年2月24日，匹茲堡訊——賽車公司ORECA與ANSYS(NASDAQ:ANSS)達成的一項新協(xié)議幫助提升ORECA的賽車性能。ORECA將采用ANSYS業(yè)界領(lǐng)先的工程仿真技術(shù)加快開發(fā)進度，同時優(yōu)化設(shè)計以實現(xiàn)高性能和高精度，從而為制造商節(jié)約時間和資金。
高下壓力配置下的ORECA 05。
ANSYS CFD仿真軟件顯示了車體表面的壓力場和虛擬的風(fēng)流線。（PRNewsFoto/ ANSYS公司）
ORECA將充分利用ANSYS的高性能計算（HPC）和計算流體動力學(xué)（CFD）軟件進行空氣動力學(xué)測試。ANSYS的CFD軟件將支持ORECA在各種條件下仿真汽車周圍、內(nèi)部及通過的氣流，包括在隨時間變化的條件下進行瞬態(tài)仿真。HPC和CFD工具的完美結(jié)合能充分利用成千上萬臺計算機的處理能力，從而幫助工程師快速進行迭代設(shè)計，并在物理測試前做出必要的修改。
ORECA的技術(shù)總監(jiān)David Floury指出：“可靠性和準確性對于開發(fā)成功的車型至關(guān)重要。ANSYS是賽車行業(yè)的重要廠商，其解決方案為我們的工程師提供了必要的工具，能在多種不同操作條件下評估和優(yōu)化一系列產(chǎn)品設(shè)計理念，從而改進產(chǎn)品性能和完整性，最終幫助車隊贏得冠軍。我們已經(jīng)在采用ANSYS解決方案開發(fā)未來的新車型ORECA 07。”
ANSYS的全球汽車行業(yè)戰(zhàn)略總監(jiān)Sandeep Sovani指出：“我們與汽車行業(yè)領(lǐng)先者保持多年的合作關(guān)系，深入了解這一行業(yè)，并不斷打造有利于整個行業(yè)的仿真最佳實踐。ANSYS的系統(tǒng)化仿真方法能幫助同類最佳的公司在競賽中遙遙領(lǐng)先。無論是在賽道上還是在公路上，這些公司都在利用ANSYS技術(shù)開發(fā)尖端的成功產(chǎn)品，這一點讓我們深感欣慰。”
關(guān)于ANSYS, Inc.
展開 Ansys Lumerical | 針對多模干涉耦合器的仿真設(shè)計與優(yōu)化
EME 求解器非常適合表征這些器件，本例中的器件針對TE模式進行了優(yōu)化，但該方法可以擴展到任何設(shè)計和極化。
運行和結(jié)果
第1步：優(yōu)化 MMI 幾何結(jié)構(gòu)
使用EME運行一系列參數(shù)掃描以優(yōu)化 MMI 性能。
模式收斂掃描
確保每個單元格中的模式數(shù)量足以給出準確的結(jié)果，模式收斂掃描是確保仿真結(jié)果可靠的重要部分，應(yīng)作為 EME 仿真文件初始設(shè)置的一部分來完成。下圖顯示輸出端口的傳輸結(jié)果收斂于約15種模式，稍大的值用于確保模式數(shù)量足以滿足本示例中使用的其他掃描（如波長、纖芯長度和錐形寬度）。右圖為從 field_profile 監(jiān)視器獲得的電場強度。
波長掃描
EME 是一種單頻求解器，參數(shù)掃描是獲得寬頻結(jié)果所必需的。將波長掃描設(shè)置為1.5~1.6 μm，具有100個波長點，按波長掃描。波長掃描選項卡返回S矩陣，然后可以根據(jù)S矩陣的S21元素計算從端口1通過端口2的基本TE模式傳輸。下圖顯示了使用EME分析窗口中的波長掃描功能獲得的1.1 μm taper 寬度的 MMI 傳輸與波長的函數(shù)關(guān)系 。
纖芯長度掃描
確定纖芯的最佳長度。涉及改變區(qū)域長度的掃描非常適合EME求解器，因為幾乎可以立即獲得結(jié)果，下圖顯示了作為纖芯長度函數(shù)的傳輸。從圖中可以看出，最大傳輸發(fā)生在~37 μm的纖芯長度處。
taper寬度掃描
確定taper區(qū)域的最佳寬度,在“Optimizations and Sweeps”窗口中，設(shè)置參數(shù)掃描任務(wù)，將結(jié)構(gòu)組的寬度屬性掃描在0.4μm~1.1μm之間，并收集S矩陣。腳本文件用于運行此參數(shù)掃描并收集S矩陣結(jié)果。然后將從S矩陣的S21元素獲得的值平方，以提供通過兩個輸出端口的傳輸,結(jié)果繪制如下。
展開 Ansys行業(yè)大講堂 | 平臺支撐下的仿真協(xié)同與設(shè)計優(yōu)化
為加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型，客戶需要將仿真和優(yōu)化與更廣泛的產(chǎn)品生命周期流程相結(jié)合。為此，他們必須解決整個開發(fā)過程中不同工具、數(shù)據(jù)和流程管理、高性能計算 (HPC) 集成、可追溯性和結(jié)果可訪問性等復(fù)雜難題。Ansys高度可擴展和可配置平臺解決方案可對工程業(yè)務(wù)進行仿真和優(yōu)化，推動創(chuàng)新設(shè)計探索和產(chǎn)品性能提升，通過多物理場仿真、創(chuàng)建可擴展的仿真環(huán)境、以及提高工程協(xié)作等維度，極大地改善企業(yè)在設(shè)計、開發(fā)和運營新一代產(chǎn)品的方式。
6月19日，Ansys行業(yè)應(yīng)用大講堂第六講『平臺支撐下的仿真協(xié)同與設(shè)計優(yōu)化』將作為該系列的收官之作上線，歡迎大家報名參加！4月底全新開啟的系列Ansys行業(yè)應(yīng)用大講堂——仿真體系建設(shè)驅(qū)動數(shù)字創(chuàng)新，以仿真體系建設(shè)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)地剖析仿真技術(shù)在5G、電氣化、自動駕駛、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的前沿趨勢和成功案例。
第六講：
平臺支撐下的仿真協(xié)同與設(shè)計優(yōu)化
主題簡介
仿真技術(shù)在產(chǎn)品研發(fā)過程被廣泛使用，其應(yīng)用的深度和廣度都在不斷拓展。在仿真規(guī)模不斷擴大的情況下，如何支持數(shù)據(jù)管理與知識積累，協(xié)調(diào)仿真與設(shè)計、試驗等相關(guān)團隊間的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，規(guī)范其業(yè)務(wù)流程，實現(xiàn)仿真與研發(fā)創(chuàng)新過程的真正融合，成為行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)需要探討的方向。企業(yè)級仿真平臺作為解決這一系列問題的不二之選，近年來得到了長足的發(fā)展。
展開 【Ansys行業(yè)大講堂】平臺支撐下的仿真協(xié)同與設(shè)計優(yōu)化
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仿真技術(shù)在產(chǎn)品研發(fā)過程被廣泛使用，其應(yīng)用的深度和廣度都在不斷拓展。在仿真規(guī)模不斷擴大的情況下，如何支持數(shù)據(jù)管理與知識積累，協(xié)調(diào)仿真與設(shè)計、試驗等相關(guān)團隊間的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，規(guī)范其業(yè)務(wù)流程，實現(xiàn)仿真與研發(fā)創(chuàng)新過程的真正融合，成為行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)需要探討的方向。企業(yè)級仿真平臺作為解決這一系列問題的不二之選，近年來得到了長足的發(fā)展。
此次在線研討會吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續(xù)收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網(wǎng)絡(luò)直播錄播內(nèi)容，供大家回看學(xué)習(xí)。
誠邀您參加Ansys多學(xué)科優(yōu)化大會 （WOST 2020）！
Ansys多學(xué)科優(yōu)化大會暨第十七屆Dynardo用戶大會將于6月25日-26日舉辦，免費注冊報名即可參與，歡迎積極報名參加，成功報名后獲取參會鏈接。
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展開 用ANSYS Q3D進行Touch Screen Panel仿真優(yōu)化設(shè)計
來源：安世亞太
Ansys Lumerical | 行波馬赫曾德爾調(diào)制器的仿真設(shè)計與優(yōu)化
以上參數(shù)將被作為optiSLang的輸入?yún)?shù)，用于后續(xù)的模型建立和優(yōu)化當中。更多詳細信息可參考Ansys Lumerical 行波 Mach-Zehnder 調(diào)制器仿真分析。
步驟2：創(chuàng)建系統(tǒng)響應(yīng)的元模型
optiSLang優(yōu)化文件由三個主要模塊組成，參數(shù)敏感性分析、元模型模塊和優(yōu)化算法模塊。
首先，參數(shù)敏感性分析與品質(zhì)因數(shù)相關(guān)聯(lián)，在本例中是通過提供CHARGE、MODE和HFSS 文件的仿真腳本和仿真數(shù)據(jù)的來完成，將仿真數(shù)據(jù)導(dǎo)入到optiSLang并識別輸入和響應(yīng)即可建立初始的元模型，用于對結(jié)果優(yōu)化和可視化。
其次，將參數(shù)敏感性分析應(yīng)用于系統(tǒng)以建立系統(tǒng)的元模型，元模型優(yōu)化主要關(guān)注三個品質(zhì)因數(shù)（FOM）：最小化速度失配、最小化損耗和增大與電壓相關(guān)的相移(最小化Vpi/Lpi)。這些在Criteria選項中指定：
變參僅僅針對調(diào)制器摻雜濃度和摻雜位置(n,p)，以及電極形狀等 6 個參數(shù)：
找到適當數(shù)量的樣本很重要，器件級仿真運行的次數(shù)與“Adaption”選項中指定的相同，增加仿真次數(shù)提升優(yōu)化后模型性能，但同時也增加完成優(yōu)化所需的時間，可以通過勾選“show advanced setting”來設(shè)置采樣選項，本例中選擇了“Advanced Latin Hypercube Sampling”，包含60個初始樣本，在局部CoP(預(yù)測系數(shù))和優(yōu)化標準的重要性之間采用70：30比例。
展開 ANSYS與仿真流程整合及設(shè)計優(yōu)化領(lǐng)軍者Dynardo簽訂最終收購協(xié)議
此次收購進一步鞏固ANSYS業(yè)界領(lǐng)先的平臺產(chǎn)品
2019年10月24日，匹茲堡訊 – 工程仿真軟件領(lǐng)域的全球領(lǐng)先企業(yè)ANSYS（NASDAQ:ANSS），日前宣布達成收購業(yè)界領(lǐng)先仿真流程整合及設(shè)計優(yōu)化（PIDO）技術(shù)供應(yīng)商Dynardo的最終協(xié)議。本次收購將為ANSYS客戶帶來一系列全面的流程整合與魯棒性設(shè)計工具，其可幫助用戶以更低成本更快地確定最佳產(chǎn)品設(shè)計。
自動駕駛汽車、電氣化和5G技術(shù)發(fā)展的不斷推進，提高了設(shè)計復(fù)雜性和成本，因此各公司在研發(fā)新一代產(chǎn)品面臨著巨大的壓力。為了在滿足這些需求的同時，為市場帶來突破性產(chǎn)品，各公司正紛紛轉(zhuǎn)向倡導(dǎo)中立性的開放式PIDO技術(shù)，這可為他們帶來選擇更多工具的更大權(quán)限。將Dynardo的工具與ANSYS Minerva的仿真數(shù)據(jù)、流程及知識管理解決方案進行完美整合，將進一步幫助客戶整合和管理重要的仿真及優(yōu)化成果。
Dynardo總部位于德國魏瑪，擁有60多名員工，在奧地利和美國設(shè)有辦事處。Dynardo也是ANSYS現(xiàn)有的合作伙伴，始終致力于為優(yōu)化、不確定性的量化、魯棒性、場景變化、敏感度分析、仿真工作流程構(gòu)建和數(shù)據(jù)挖掘研發(fā)具有領(lǐng)先優(yōu)勢的算法。其產(chǎn)品組合包含optiSLang，這是一款適用于流程整合和多學(xué)科優(yōu)化的領(lǐng)先軟件平臺。Dynardo產(chǎn)品已在全球客戶諸如博世、ZF、殼牌、漢莎航空、英飛凌和ArianeGroup等得到成功部署，產(chǎn)品覆蓋汽車、航空航天、能源與消費類電子產(chǎn)品等行業(yè)。
ANSYS云技術(shù)與平臺業(yè)務(wù)部副總裁兼總經(jīng)理Navin Budhiraja指出： “設(shè)計空間的探索與優(yōu)化，對于那些想要縮短研發(fā)時間并想要加速評估最佳產(chǎn)品設(shè)計備選方案的成本與性能的企業(yè)而言至關(guān)重要。
展開 
現(xiàn)場公開課 | Ansys空氣螺旋槳設(shè)計、仿真與優(yōu)化專題
本次培訓(xùn)包含了空氣螺旋槳設(shè)計理論、翼型氣動理論及氣動計算、槳葉的建模、氣動性能、氣動噪聲和流固耦合的數(shù)值計算及優(yōu)化設(shè)計的完整流程。
一、培訓(xùn)目標
1.掌握空氣螺旋槳流體設(shè)計、數(shù)值計算驗證、優(yōu)化的完整流程;
2.掌握空氣螺旋槳的數(shù)值計算驗證技術(shù)；
3.掌握空氣螺旋槳氣動噪聲、流固耦合等高級仿真技術(shù)；
4.可成為獨立軸流旋轉(zhuǎn)機械設(shè)計或仿真工程師，如風(fēng)機、壓氣機、渦輪、泵等。
PIDO智能仿真 | 基于Ansys Motor-CAD與optiSLang的電機多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計
優(yōu)化分析結(jié)果
當加入Optimization模塊后，軟件會自動創(chuàng)建Validator（有限元驗證）的Workflow，在優(yōu)化結(jié)束后，optiSLang會自動把帕累托前沿上的設(shè)計點發(fā)送到Validator節(jié)點進行有限元分析，并提供MOP與有限元分析結(jié)果對比。
有限元對比驗證
通過對比視圖，可以方便的查看MOP與有限元驗證結(jié)果之間的誤差，本例的精度還是可以滿足工程需求，雖然基于MOP模型的優(yōu)化方法犧牲了一點精度，但是節(jié)省了大量的計算成本，更加重要的是，僅僅基于一次敏感性分析得到的MOP模型，我們可以嘗試采用不同的優(yōu)化目標進行反復(fù)的優(yōu)化分析，充分探索設(shè)計空間與設(shè)計指標之間的關(guān)系。
MOP和有限元驗證結(jié)果對比
優(yōu)化后的設(shè)計方案
通過本文的例子我們可以看到，將強大的Ansys Motor-CAD與optiSLang相結(jié)合則如虎添翼，收獲超強電機設(shè)計工具，這種效應(yīng)是1+1大于2的，利用這個工具，電機工程師不僅能解決電機優(yōu)化設(shè)計問題，也可以進行電機各種設(shè)計參數(shù)之間的trade-off分析，還可以基于高保真的MOP模型，研究設(shè)計參數(shù)與性能指標之間的相關(guān)性，這在電機概念設(shè)計階是非常有意義的。
想要了解如何基于MOP的帕累托優(yōu)化開展多標準電機設(shè)計，歡迎關(guān)注下期《電機多目標優(yōu)化設(shè)計案例》，將詳細介紹Motor Design公司工程師如何將Motor-CAD與optiSLang相結(jié)合，利用多物理場仿真技術(shù)對EV應(yīng)用的電機設(shè)計空間進行數(shù)據(jù)驅(qū)動的探索。敬請關(guān)注！
展開 光子器件設(shè)計新范式：基于Ansys Lumerical和Optislang實現(xiàn)從仿真到優(yōu)化的全棧式解決方案
</p><p>然而，其設(shè)計涉及光波導(dǎo)模式匹配、微波傳輸線阻抗調(diào)諧等多物理場耦合問題的協(xié)同優(yōu)化，傳統(tǒng)設(shè)計方法存在效率低、迭代周期長、跨域協(xié)同難等問題。</p><p>基于此，<strong>5月28日，</strong>Ansys 2025R1系列網(wǎng)絡(luò)研討會特推出「<strong>光子器件設(shè)計新范式：基于Ansys Lumerical和Optislang實現(xiàn)從仿真到優(yōu)化的全棧式解決方案</strong>」主題內(nèi)容，助力光電子器件研發(fā)人員突破多學(xué)科耦合設(shè)計的技術(shù)瓶頸。歡迎感興趣的用戶免費報名參會。</p><p><img src="https://mmecoa.qpic.cn/mmecoa_png/sJ5jnYn8SiccuXG1CP96bkIdibCQkYy4pmrG0aKU3dO0OiaUGaPXRZAfiaj1OyJVzSUQJZ3e5VaWohJpebxiaNBXBjg/640?wx_fmt=png&from=appmsg&tp=wxpic&wxfrom=10005&wx_lazy=1" alt="圖片" width="1139"></p><p><strong>時間：5月28日（星期三）15：00</strong></p><p><strong>講師：</strong></p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmecoa.qpic.cn/mmecoa_png/sJ5jnYn8SiccuXG1CP96bkIdibCQkYy4pmAgmjAIuJabyNn08kpHc7IhGXlsgqeFl3JjXvf0ayYQGmUucpfib5HWA/640?
展開 利用ANSYS進行優(yōu)化設(shè)計時的幾種優(yōu)化算法
本文探討了利用ANSYS進行優(yōu)化設(shè)計時的幾種優(yōu)化算法。
優(yōu)化技術(shù)
理解計算機程序的算法總是很有用的，尤其是在優(yōu)化設(shè)計中。在這一部分中，將提供對下列方法的說明：零階方法，一階方法，隨機搜索法，等步長搜索法，乘子計算法和最優(yōu)梯度法。(更多的細節(jié)參見ANSYS Theory Reference 第20章。)
零階方法
零階方法之所以稱為零階方法是由于它只用到因變量而不用到它的偏導(dǎo)數(shù)。在零階方法中有兩個重要的概念：目標函數(shù)和狀態(tài)變量的逼近方法，由約束的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換為非約束的優(yōu)化問題。
逼近方法：
本方法中，程序用曲線擬合來建立目標函數(shù)和設(shè)計變量之間的關(guān)系。這是通過用幾個設(shè)計變量序列計算目標函數(shù)然后求得各數(shù)據(jù)點間最小平方實現(xiàn)的。該結(jié)果曲線(或平面)叫做逼近。每次優(yōu)化循環(huán)生成一個新的數(shù)據(jù)點，目標函數(shù)就完成一次更新。實際上是逼近被求解最小值而并非目標函數(shù)。
狀態(tài)變量也是同樣處理的。每個狀態(tài)變量都生成一個逼近并在每次循環(huán)后更新。
用戶可以控制優(yōu)化近似的逼近曲線。可以指定線性擬合，平方擬合或平方差擬合。缺省情況下，用平方差擬合目標函數(shù)，用平方擬合狀態(tài)變量。用下列方法實現(xiàn)該控制功能：
Command: OPEQN
GUI: Main Menu>Design Opt>Method/Tool
OPEQN同樣可以控制設(shè)計數(shù)據(jù)點在形成逼近時如何加權(quán);見ANSYS Theory Reference。
轉(zhuǎn)換為非約束問題
狀態(tài)變量和設(shè)計變量的數(shù)值范圍約束了設(shè)計，優(yōu)化問題就成為約束的優(yōu)化問題。ANSYS程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為非約束問題，因為后者的最小化方法比前者更有效率。轉(zhuǎn)換是通過對目標函數(shù)逼近加罰函數(shù)的方法計入所加約束的。
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