ansys優化設計空間
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys優化設計空間的視頻教程
ANSYS Maxwell參數化建模與優化設計
解決如此復雜的工程問題需要兩個重要的基礎工作，即建立復雜的參數化幾何模型，和制定合理的多目標優化策略并高效實施。 ANSYS Maxwell作為業界最佳低頻電磁場仿真設計軟件，提供了多種幾何參數化建模的方法，適用于不同復雜程度的工程問題；同時，借助于ANSYS Workbench平臺電磁、結構、流體以及優化模塊，可進行電機多物理場耦合的多變量多目標優化設計。
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RTL設計功耗分析與優化 ——ANSYS PowerArtist
然而，傳統的門級分析方法迭代時間過長，并且無法在設計早期得到功耗優化的建議。 PowerArtist是ANSYS公司針對早期RTL級功耗分析和優化的綜合性功耗設計平臺。相比于傳統的門級分析方法，PowerArtist 為大規模集成電路設計提供了快速的迭代分析，便于在早期做出功耗相關的設計決定。
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ANSYS workbench復現開孔平板應力集中現象并進行尺寸優化設計
本課程主要包括以下方面： 01 背景介紹 02 相關資料介紹 03 ABAQUS 有限元方法復現 04 有限元方法優化設計Workbench 參數優化 05 總結 購買課程后可下載課件。
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ansys優化設計空間的實例教程
空間車架是支撐車輛車身及零部件的結構框架，因其輕量化設計能有效提升車速與加速性能，在賽車領域應用十分廣泛。
空間車架的設計與測試流程必須符合一系列嚴格的性能標準，其中包括多種翻滾測試及抗沖擊性能測試的變體要求。在每項測試中，空間車架需承受特定作用力，且不得出現失效情況或超出規定的撓度限值。為應對這些挑戰，并優化空間車架的剛度與整體性能，STARD 選用了Altair? HyperMesh? 軟件。
Altair解決方案
為在空間車架設計中實現性能與安全的平衡，STARD 充分借助了 HyperMesh 卓越的有限元分析（FEA）能力。項目啟動之初，團隊以某款既有車型未經優化的空間車架計算機輔助設計（CAD）模型為基礎，將其簡化為一維模型，作為設計工作的起點。
STARD 團隊首先針對高應力區域增加材料，對結構薄弱點進行加固 —— 這一舉措不僅有效規避了潛在失效風險，還提升了扭轉剛度這一核心性能指標。隨后，團隊應用優化技術，更合理地在車架上分配材料：既對需要加固的區域進行了強化，又剔除了不必要的重量。
之后，STARD 進一步優化了空間車架的管材直徑，在確保結構完整性的前提下，最大限度減輕了車架重量。同時，團隊在關鍵區域（尤其是涉及靜態載荷測試的部位）采用了高保真建模技術，并融入材料專屬參數，以精準模擬塑性變形過程。
在整個設計過程中，HyperMesh 為多步驟的設計探索流程提供了支持，允許模型在不同場景中復用。這一特性減少了大規模物理測試的需求，使團隊能夠同時評估多項性能指標，精簡驗證周期 —— 最終在滿足嚴苛安全標準的同時，大幅加速了整體設計進程。
展開 本文利用簡化的鳥巢模型，借助Altair產品的變密度拓撲優化技術，嘗試探索大型空間曲面網狀結構的優化設計方法，拓撲優化結果如圖3、圖4所示：
圖3 網狀加強結構 圖4 主桁架結構
2、模型設置
分別利用體單元模型和殼單元模型進行了優化分析，網格模型如下圖所示：
結構載荷包括：自重、風載荷、地震載荷；
約束條件：結構接地邊界的自由度。
優化變量：所有設計空間。
約束條件：體積分數＜0.3。
優化目標：加權應變能最小。
3、路徑解讀
將拓撲結果利用多邊形建模工具進行結構轉化，具體過程如下所述：
①創建參考平面：在inspire利用草繪工具，創建參考平面，如下圖：
②內路徑設計：利用wrap工具，根據優化結果，設計內傳力路徑，如下圖：
③主支撐立柱設計：利用wrap、bridge工具，根據優化結果，設計內傳力路徑，如下圖：
④生成整體模型：根據結構的對稱性，利用鏡像工具，生成整體承載結構，如下圖：
4、課題總結
本文利用Ispire的先進優化工具及高效的拓撲路徑解讀工具，設計了鳥巢式空間曲面結構。本文中的模型對鳥巢結構及載荷進行了適當簡化，旨在進行結構設計方法的交流與探索。
最后附上模型及建模視頻，供交流使用。
cut_mirror.zip
展開 空間車架是支撐車輛車身及零部件的結構框架，因其輕量化設計能有效提升車速與加速性能，在賽車領域應用十分廣泛。
空間車架的設計與測試流程必須符合一系列嚴格的性能標準，其中包括多種翻滾測試及抗沖擊性能測試的變體要求。在每項測試中，空間車架需承受特定作用力，且不得出現失效情況或超出規定的撓度限值。為應對這些挑戰，并優化空間車架的剛度與整體性能，STARD 選用了Altair? HyperMesh? 軟件。
Altair解決方案
為在空間車架設計中實現性能與安全的平衡，STARD 充分借助了 HyperMesh 卓越的有限元分析（FEA）能力。項目啟動之初，團隊以某款既有車型未經優化的空間車架計算機輔助設計（CAD）模型為基礎，將其簡化為一維模型，作為設計工作的起點。
STARD 團隊首先針對高應力區域增加材料，對結構薄弱點進行加固 —— 這一舉措不僅有效規避了潛在失效風險，還提升了扭轉剛度這一核心性能指標。隨后，團隊應用優化技術，更合理地在車架上分配材料：既對需要加固的區域進行了強化，又剔除了不必要的重量。
之后，STARD 進一步優化了空間車架的管材直徑，在確保結構完整性的前提下，最大限度減輕了車架重量。同時，團隊在關鍵區域（尤其是涉及靜態載荷測試的部位）采用了高保真建模技術，并融入材料專屬參數，以精準模擬塑性變形過程。
在整個設計過程中，HyperMesh 為多步驟的設計探索流程提供了支持，允許模型在不同場景中復用。這一特性減少了大規模物理測試的需求，使團隊能夠同時評估多項性能指標，精簡驗證周期 —— 最終在滿足嚴苛安全標準的同時，大幅加速了整體設計進程。
展開 本文探討了利用ANSYS進行優化設計時的幾種優化算法。
優化技術
理解計算機程序的算法總是很有用的，尤其是在優化設計中。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，乘子計算法和最優梯度法。(更多的細節參見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數。在零階方法中有兩個重要的概念：目標函數和狀態變量的逼近方法，由約束的優化問題轉換為非約束的優化問題。
逼近方法：
本方法中，程序用曲線擬合來建立目標函數和設計變量之間的關系。這是通過用幾個設計變量序列計算目標函數然后求得各數據點間最小平方實現的。該結果曲線(或平面)叫做逼近。每次優化循環生成一個新的數據點，目標函數就完成一次更新。實際上是逼近被求解最小值而并非目標函數。
狀態變量也是同樣處理的。每個狀態變量都生成一個逼近并在每次循環后更新。
用戶可以控制優化近似的逼近曲線。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，用平方擬合狀態變量。用下列方法實現該控制功能：
Command: OPEQN
GUI: Main Menu>Design Opt>Method/Tool
OPEQN同樣可以控制設計數據點在形成逼近時如何加權;見ANSYS Theory Reference。
轉換為非約束問題
狀態變量和設計變量的數值范圍約束了設計，優化問題就成為約束的優化問題。ANSYS程序將其轉化為非約束問題，因為后者的最小化方法比前者更有效率。轉換是通過對目標函數逼近加罰函數的方法計入所加約束的。
展開 第一排是初始設計，第一列是正入射角度，第二列是25度入射角度，第三列是50度入射角度。可以看到當增加入射角時，最初的設計變成了綠色。
在第二排是從optiSLang獲得的第一個優化設計。在正常入射時開始呈白色，當增大入射角時，它看起來像暖白色，幾乎是紅色，同樣的另外兩個優化設計。可以看到類似的趨勢，但不同的顏色外觀。
選擇第一個優化設計，并獲得一些顏色變化的指標，將顯示光源表面使用texture顯示具體圖像，在顯示器上顯示圖像時，不同事先角度顏色變化。
結束語
通過Speos和Lumerical聯合optiSLang的顯示屏優化設計，通過Lumerical STACK可以設計和模擬一個參數化的微型LED或OLED像素設計，然后通過optiSLang完成多目標優化，最后將優化后的多組優化方案，在Speos真是的環境場景中，以人眼視覺方式比較這些設計方案。同樣的這個顯示優化工作流程也適用于其他應用，如汽車顯示器、電視、電腦顯示器和智能手表顯示器。
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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：
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。
“
通過將 HyperMesh 整合到我們的設計流程中，我們不僅將空間車架重量減輕了 20%，還超越了剛度與安全基準。這套精簡高效的工作流程不僅為我們節省了時間與成本，更助力我們始終處于賽車工程領域的創新前沿。
—— STARD（斯托爾集團旗下）首席技術官
Philipp Thonet
”
關于客戶
在高速發展的無線通信、衛星系統與毫米波應用中，平面濾波器已成為射頻與微波工程的核心組件。如何在緊湊設計、低損耗與高性能之間取得平衡，是工程師們面臨的關鍵挑戰。
作為一款完全集成于 Ansys HFSS 的射頻濾波器設計與優化平臺，SynMatrix 提供端到端的一體化解決方案，可實現自動 3D 建模與智能優化：AI 驅動濾波器綜合與參數提取，設計效率提升 50%以上；無縫 HFSS
“
通過將 HyperMesh 整合到我們的設計流程中，我們不僅將空間車架重量減輕了 20%，還超越了剛度與安全基準。這套精簡高效的工作流程不僅為我們節省了時間與成本，更助力我們始終處于賽車工程領域的創新前沿。
—— STARD（斯托爾集團旗下）首席技術官
Philipp Thonet
”
關于客戶
11月5日，Ansys官方『Ansys Lumerical 最新功能解析與微環調制器的設計和優化』研討會為您展開介紹Ansys Lumerical 2025 R2 最新功能，同時將會帶來微環調制器的仿真優化全流程介紹等，感興趣的下滑預約學習??
時間：11月5日（星期二），16：00-17：00
內容簡介：
介紹 Ansys Lumerical
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說明
本示例演示通過1×2端口多模干涉(MMI)耦合器計算寬帶傳輸和光損耗，并使用S參數在 INTERCONNECT 中創建 MMI 的緊湊模型。
綜述
低損耗光耦合器和光分路器是基于 Mach-Zehnder 的光調制器的基本組件，是集成電路的關鍵組成部分。通過在輸入和輸出波導處使用 taper 以確保輸入和輸出波導的模式與干涉區域之間的良好匹配
<p>隨著高速光通信與集成光子學技術的飛速發展，行波馬赫曾德調制器（Travelling Wave Mach-Zehnder Modulator, TW-MZM）因其高帶寬、低驅動電壓等優勢，成為高速光互連系統的核心器件。</p><p>然而，其設計涉及光波導模式匹配、微波傳輸線阻抗調諧等多物理場耦合問題的協同優化，傳統設計方法存在效率低、迭代周期長、跨域協同難等問題。</p><p>基于此，<strong
汽車燈具設計是一門結合光學設計、機械設計、熱學設計和電學設計的綜合應用設計學科。對于外飾燈具，不僅要滿足其性能要求，符合法規，還要符合高標準的外觀要求；對于內飾燈具，光導設計的美觀和均勻性也非常重要，不僅要滿足整體照明和諧，還要符合高級、舒適的感知質量要求。
現如今光導在汽車前燈、尾燈、內飾氛圍燈上都扮演著舉足輕重的角色，而影響光導設計的主要參數有：外形幾何圖形（類型/輪廓）、棱鏡幾何形狀（開始和結束角度
在本例中，我們將使用 Speos 和 optiSLang 實現光導的設計優化，以實現汽車日行燈、內飾氛圍燈等的光導設計，并改善光導亮度的均勻性，以自動優化設計的方式實現更好的照明外觀。
概述
在汽車照明應用中，日行燈是一個獨特的照明標志。這些光導幾乎是一直照明狀態，因此光導的設計需要符合照明均勻性的標準和政府提出的規則。為了實現光導設計和優化，我們使用 Ansys Speos
