ansys 優(yōu)化設(shè)計(jì)理論的案例
艦艇外形雷達(dá)隱身優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法
摘要:研究了艦艇外形雷達(dá)隱身優(yōu)化設(shè)計(jì)問題.介紹了艦艇外形雷達(dá)隱身防護(hù)常用措施和進(jìn)行雷達(dá)隱身性能評(píng)估的數(shù)值方法,提出外形隱身優(yōu)化的多層次設(shè)計(jì)優(yōu)化模型理論及相關(guān)數(shù)學(xué)表達(dá)式.以某型船為例,進(jìn)行外形隱身截面吃尋優(yōu)化,將全船隱身設(shè)計(jì)與常規(guī)設(shè)計(jì)相比較,驗(yàn)證外形隱身設(shè)計(jì)優(yōu)化理論的正確性和優(yōu)越性
艦艇外形雷達(dá)隱身優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法.pdf
汽車零部件的可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì): 理論部分
汽車零部件的可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì): 理論部分
汽車零部件的可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)———理論部分
張義民1 , 賀向東1 , 劉巧伶1 , 聞邦椿2
(11 吉林大學(xué)南嶺校區(qū)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院, 長春 130025 ;
21 東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院, 沈陽 110004)
[摘要] 將可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與可靠性靈敏度分析方法相結(jié)合, 討論了汽車零部件的可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)
問題, 提出了可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方法。把可靠性靈敏度融入可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)模型之中, 將可靠性穩(wěn)健
優(yōu)化設(shè)計(jì)歸結(jié)為滿足可靠性要求的多目標(biāo)優(yōu)化問題。
[關(guān)鍵詞] 汽車零部件; 可靠性靈敏度; 多目標(biāo)優(yōu)化; 穩(wěn)健設(shè)計(jì); 理論
展開 利用ANSYS進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)的幾種優(yōu)化算法
本文探討了利用ANSYS進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)的幾種優(yōu)化算法。
優(yōu)化技術(shù)
理解計(jì)算機(jī)程序的算法總是很有用的，尤其是在優(yōu)化設(shè)計(jì)中。在這一部分中，將提供對(duì)下列方法的說明：零階方法，一階方法，隨機(jī)搜索法，等步長搜索法，乘子計(jì)算法和最優(yōu)梯度法。(更多的細(xì)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(gè)重要的概念：目標(biāo)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(biāo)函數(shù)和設(shè)計(jì)變量之間的關(guān)系。這是通過用幾個(gè)設(shè)計(jì)變量序列計(jì)算目標(biāo)函數(shù)然后求得各數(shù)據(jù)點(diǎn)間最小平方實(shí)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(gè)新的數(shù)據(jù)點(diǎn)，目標(biāo)函數(shù)就完成一次更新。實(shí)際上是逼近被求解最小值而并非目標(biāo)函數(shù)。
狀態(tài)變量也是同樣處理的。每個(gè)狀態(tài)變量都生成一個(gè)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(biāo)函數(shù)，用平方擬合狀態(tài)變量。用下列方法實(shí)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(jì)數(shù)據(jù)點(diǎn)在形成逼近時(shí)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(jì)變量的數(shù)值范圍約束了設(shè)計(jì)，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?yàn)楹笳叩淖钚』椒ū惹罢吒行省＾D(zhuǎn)換是通過對(duì)目標(biāo)函數(shù)逼近加罰函數(shù)的方法計(jì)入所加約束的。
展開 基于現(xiàn)代最優(yōu)控制理論的軸流渦輪級(jí)S2流面優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法探討
基于現(xiàn)代最優(yōu)控制理論的軸流渦輪級(jí)S2流面優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法探討
辛喆 鄒滋祥
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院 中國科學(xué)院工程熱物理研究所
摘要：把數(shù)學(xué)規(guī)劃論和現(xiàn)代最優(yōu)控制論引入了軸流渦輪級(jí)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，再在優(yōu)化了的子午面幾何通道內(nèi)建立包括渦輪級(jí)在內(nèi)所有性能參量的最優(yōu)流型命題的物理模型及其數(shù)學(xué)表達(dá)式，并歸化為一個(gè)在給定初始狀態(tài)、自變量終端固定、部分狀態(tài)變量終受有約束的條件下使級(jí)的輸出功率最大的最優(yōu)控制問題，應(yīng)用“代價(jià)函數(shù)法”及“共軛梯度法”計(jì)算得到符合給定約束條件并使目標(biāo)函數(shù)取極值的最優(yōu)環(huán)量分布，結(jié)果令人滿意。
關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)規(guī)劃輪，最優(yōu)控制論，渦輪級(jí)，優(yōu)化設(shè)計(jì)
內(nèi)容簡介：
1 軸流渦輪級(jí)幾何參數(shù)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)
1.1 物理模型及數(shù)學(xué)表達(dá)式
1）優(yōu)化設(shè)計(jì)變量 2）渦輪級(jí)效率 3）目標(biāo)函數(shù) 4）約束條件 5）損失模型
1.2 非線性數(shù)字規(guī)劃問題的求解
1.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果
2 軸流渦輪級(jí)葉片最佳流型設(shè)計(jì)
2.1 物理模型及數(shù)學(xué)表達(dá)式
1）狀態(tài)向量 2）控制向量 3）系統(tǒng)的微分方程組 4）初始條件 5）約束條件 6）指標(biāo)泛函
2.2 最優(yōu)控制問題的求解
1）用“代價(jià)函數(shù)法”作新的目標(biāo)函數(shù)
2）引入拉格朗日乘子
3）采用共軛梯度方法求解無約束最優(yōu)控制問題
4）初始控制變量的選取
5）最優(yōu)步長的選擇
6）計(jì)算過程的終止
2.3 計(jì)算結(jié)果與分析
1）算例 2）計(jì)算結(jié)果 3）討論與分析
3 結(jié)束語
基于現(xiàn)代最優(yōu)控制理論的軸流渦輪級(jí)S2流面優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法探討.pdf
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Ansys Speos / Ansys Lumerical | 聯(lián)合 optiSLang 的顯示屏優(yōu)化設(shè)計(jì)
第一排是初始設(shè)計(jì)，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(dāng)增加入射角時(shí)，最初的設(shè)計(jì)變成了綠色。
在第二排是從optiSLang獲得的第一個(gè)優(yōu)化設(shè)計(jì)。在正常入射時(shí)開始呈白色，當(dāng)增大入射角時(shí)，它看起來像暖白色，幾乎是紅色，同樣的另外兩個(gè)優(yōu)化設(shè)計(jì)。可以看到類似的趨勢，但不同的顏色外觀。
選擇第一個(gè)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并獲得一些顏色變化的指標(biāo)，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(shí)，不同事先角度顏色變化。
結(jié)束語
通過Speos和Lumerical聯(lián)合optiSLang的顯示屏優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過Lumerical STACK可以設(shè)計(jì)和模擬一個(gè)參數(shù)化的微型LED或OLED像素設(shè)計(jì)，然后通過optiSLang完成多目標(biāo)優(yōu)化，最后將優(yōu)化后的多組優(yōu)化方案，在Speos真是的環(huán)境場景中，以人眼視覺方式比較這些設(shè)計(jì)方案。同樣的這個(gè)顯示優(yōu)化工作流程也適用于其他應(yīng)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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展開 Ansys Zemax | 如何設(shè)計(jì)光譜儀——理論依據(jù)
本文介紹了如何利用近軸元件建立透鏡—光柵—透鏡(LGL)光譜儀模型，使用OpticStudio的多重結(jié)構(gòu)( Multiple Configurations )、評(píng)價(jià)函數(shù) ( Merit Functions )和ZPL宏等先進(jìn)功能完成了從所需指標(biāo)參數(shù)到性能評(píng)估的設(shè)計(jì)過程。
簡介
光譜儀是測量光強(qiáng)與波長的函數(shù)關(guān)系的儀器。光譜儀有各種各樣的通用設(shè)置。本文介紹了透鏡—光柵—透鏡(LGL)光譜儀。在OpticStudio中完成對(duì)光譜儀的設(shè)置后，對(duì)其關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行確定和討論。
LGL光譜儀的基本設(shè)置
LGL光譜儀的基本設(shè)置如下：
多色光通過入射針孔進(jìn)入光譜儀，從而產(chǎn)生發(fā)散光束。然后，使用準(zhǔn)直透鏡生成平行光線。后面的透射式衍射光柵是光譜儀的核心元件，它可以根據(jù)光束的波長（即顏色）改變光束的方向。最后，聚焦透鏡將光束會(huì)聚在探測器上。每種波長的光線會(huì)聚在探測器上不同的位置，通過將測量到的強(qiáng)度作為探測器上位置的函數(shù)，可以得到光線的光譜。
第一種方法，在OpticStudio中使用近軸元件對(duì)該設(shè)置進(jìn)行建模。這樣做可以忽略像差和優(yōu)化問題，這些問題在下期更新的文章中討論。另一方面，LGL光譜儀適用于理解光譜儀的基本物理概念及其分辨率。
在OpticStudio中建立近軸LGL光譜儀模型
系統(tǒng)設(shè)置
首先，在系統(tǒng)選項(xiàng) ( System Explorer ) 中設(shè)置系統(tǒng)的基本參數(shù)。按照下圖設(shè)置入瞳直徑 ( Entrance Pupil Diameter ) （稍后將看到孔徑如何影響光譜儀的性能）：
在此光譜儀中，要分析波長范圍為：λmin=400 nm到 λmax = 700 nm的可見光，波長帶寬為：Δλ= 300 nm。
展開 Ansys Zemax | 如何設(shè)計(jì)光譜儀——理論依據(jù)
本文介紹了如何利用近軸元件建立透鏡—光柵—透鏡(LGL)光譜儀模型，使用OpticStudio的多重結(jié)構(gòu)( Multiple Configurations )、評(píng)價(jià)函數(shù) ( Merit Functions )和ZPL宏等先進(jìn)功能完成了從所需指標(biāo)參數(shù)到性能評(píng)估的設(shè)計(jì)過程。
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簡介
光譜儀是測量光強(qiáng)與波長的函數(shù)關(guān)系的儀器。光譜儀有各種各樣的通用設(shè)置。本文介紹了透鏡—光柵—透鏡(LGL)光譜儀。在OpticStudio中完成對(duì)光譜儀的設(shè)置后，對(duì)其關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行確定和討論。
LGL光譜儀的基本設(shè)置
LGL光譜儀的基本設(shè)置如下：
多色光通過入射針孔進(jìn)入光譜儀，從而產(chǎn)生發(fā)散光束。然后，使用準(zhǔn)直透鏡生成平行光線。后面的透射式衍射光柵是光譜儀的核心元件，它可以根據(jù)光束的波長（即顏色）改變光束的方向。最后，聚焦透鏡將光束會(huì)聚在探測器上。每種波長的光線會(huì)聚在探測器上不同的位置，通過將測量到的強(qiáng)度作為探測器上位置的函數(shù)，可以得到光線的光譜。
第一種方法，在OpticStudio中使用近軸元件對(duì)該設(shè)置進(jìn)行建模。這樣做可以忽略像差和優(yōu)化問題，這些問題在文章 "如何構(gòu)建光譜儀——實(shí)際應(yīng)用"中討論。另一方面，LGL光譜儀適用于理解光譜儀的基本物理概念及其分辨率。
在OpticStudio中建立近軸LGL光譜儀模型
系統(tǒng)設(shè)置
首先，在系統(tǒng)選項(xiàng) ( System Explorer ) 中設(shè)置系統(tǒng)的基本參數(shù)。
展開 ANSYS官方 | RTL設(shè)計(jì)功耗分析與優(yōu)化——ANSYS PowerArtist
ANSYS官方將特別推出一系列ANSYS網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)，不僅包含ANSYS 2019 R3 新版本功能介紹，同時(shí)也包括最新的行業(yè)熱點(diǎn)解決方案，ANSYS將與各位深入探討行業(yè)熱點(diǎn)趨勢，諸如無人駕駛、PCB結(jié)構(gòu)可靠性、天線設(shè)計(jì)、數(shù)字孿生等等。
在此系列網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)結(jié)束后，ANSYS將官方抽取1名幸運(yùn)者，TA將獲得華為最新發(fā)布的Mate 30 1臺(tái)！
本期研討會(huì)：《RTL設(shè)計(jì)功耗分析與優(yōu)化——ANSYS PowerArtist》將于12月5日 20:00-21:00舉辦。
直播主題
芯片前端設(shè)計(jì)相關(guān)行業(yè)人士
日期/時(shí)間
2019年12月5日
20:00 – 21:00
課程受眾
芯片前端設(shè)計(jì)相關(guān)行業(yè)人士
講師簡介
彭成
RTL功耗分析與優(yōu)化專家，現(xiàn)任ANSYS中國半導(dǎo)體事業(yè)部主任應(yīng)用工程師，主要負(fù)責(zé)ANSYS PowerArtist產(chǎn)品的售前和技術(shù)支持工作，對(duì)早期RTL功耗分析和優(yōu)化及PowerArtist產(chǎn)品的應(yīng)用有全面的了解和豐富的經(jīng)驗(yàn)。
課程簡介
功耗是芯片設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。從手持式電池供電型設(shè)備，高性能的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，到物聯(lián)網(wǎng)和人工智能芯片設(shè)計(jì)，功耗都是一個(gè)非常重要的指標(biāo)。
展開 優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升性能 | 《ANSYS換熱器設(shè)計(jì)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(jì)過程
分析方法
仿真對(duì)換熱器設(shè)計(jì)和開發(fā)的影響
換熱器設(shè)計(jì)難點(diǎn)與方案
預(yù)測換熱器結(jié)垢
換熱器設(shè)計(jì)和開發(fā)的最佳實(shí)踐
1 擴(kuò)散器形狀優(yōu)化
· 工程挑戰(zhàn)
· 仿真復(fù)雜性
· Ansys應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的關(guān)鍵功能
· 入口擴(kuò)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(duì)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(duì)挑戰(zhàn)的關(guān)鍵功能
· Ansys Workbench Meshing 針對(duì)CHT繪制網(wǎng)格
4 冷熱循環(huán)熱機(jī)疲勞
· 工程挑戰(zhàn)
· 仿真復(fù)雜性
· Ansys應(yīng)對(duì)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(duì)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(duì)挑戰(zhàn)的關(guān)鍵
· 換熱器庫
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展開 有限元法及程序設(shè)計(jì)教案(ansys理論非常經(jīng)典的ppt教程)
有限元法及程序設(shè)計(jì)教案(非常經(jīng)典的ppt教程)
ansys理論
有限元法及程序設(shè)計(jì)教案01.rar
有限元法及程序設(shè)計(jì)教案02.rar
有限元法及程序設(shè)計(jì)教案03.rar
ANSYS分析 vs 理論解 | 尋求結(jié)構(gòu)合理的橫截面設(shè)計(jì)
ANSYS無單位，需自己統(tǒng)一，本次采用N、mm和MPa單位制。由于BEAM188是空間梁，具有3個(gè)平動(dòng)自由度和3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，對(duì)于圖示的簡支梁，在A點(diǎn)約束UX、UY、UZ和ROTX，在B點(diǎn)約束UY和UZ。約束ROTX是為了防止剛體轉(zhuǎn)動(dòng)位移。
三、計(jì)算結(jié)果分析
1．撓度結(jié)果對(duì)比
2．撓度云圖
(1)截面1
(2)截面2
(3)截面3
四、理論計(jì)算
參考教材：劉鴻文.材料力學(xué)(第5版)[M]. 北京:高等教育出版社,2011: 110-209.
將t =1 mm、寬b =15 mm代入，慣性矩分別為33.75、843.75和2203.75，這三種截面關(guān)于水平中性軸的慣性矩比值為1:25:65。
五、GUI步驟
1．進(jìn)入ANSYS
程序→ ANSYS → ANSYS Product Launcher → 改變workingdirectory到指定文件夾 →在jobname輸入：file→ Run。
2．定義工作文件名及工作標(biāo)題
(1)定義工作文件名：UtilityMenu > File > Change Jobname → Change Jobname → 輸入文件名file→ OK。可不用輸入，默認(rèn)為file。
(2)定義工作標(biāo)題：UtilityMenu > File > Change Title → Change Title → 輸入Beam→ OK。可不用輸入。
3．定義單元屬性
(1)定義單元類型：
①指定BEAM188單元：MainMenu >Preprocessor >Element Type >Add/Edit/Delete →Add →在左列表框中選擇Beam，在右列表框中選擇2 node 188 →OK。
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ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)資料
ANSYS優(yōu)化揭密.rar
ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)資料.rar
M2_參數(shù)化建模.rar
M4_搜尋設(shè)計(jì)域.rar
M6_健壯設(shè)計(jì).rar
ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)教程
ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)手冊(cè)[1].part1.rar
ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)手冊(cè)[1].part2.rar
ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)手冊(cè)[1].part3.rar
ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)手冊(cè)[1].part4.rar
ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)手冊(cè)[1].part5.rar
ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)手冊(cè)[1].part6.rar
ansys優(yōu)化設(shè)計(jì)資料
希望對(duì)大家有幫助
ANSYS優(yōu)化揭密.rar
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M2_參數(shù)化建模.rar
M4_搜尋設(shè)計(jì)域.rar
M6_健壯設(shè)計(jì).rar
M3_進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì).rar
Ansys Speos | Optimization小工具快速優(yōu)化設(shè)計(jì)
概述
優(yōu)化是一個(gè)有助于找到一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的最佳解決方案的實(shí)驗(yàn)過程，它主要是利用參數(shù)的變化而試圖達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。在Speos 2023 R2中提供三種可供選擇的方法來執(zhí)行此類分析。第一個(gè)是基于workbench創(chuàng)建的優(yōu)化，可以參考文章（基于Ansys Workbench和Speos的準(zhǔn)直全反射透鏡優(yōu)化設(shè)計(jì)案例），第二種使用optiSLang及其強(qiáng)大的優(yōu)化功能，在optiSLang種直接調(diào)用Ansys Speos求解器，訪問發(fā)布的參數(shù)，設(shè)計(jì)識(shí)別最重要的輸入?yún)?shù)，多目標(biāo)優(yōu)化在不同目標(biāo)之間進(jìn)行權(quán)衡，第三種是利用嵌入到Speos中的優(yōu)化工具optimization，允許基于隨機(jī)算法Random search設(shè)置一個(gè)優(yōu)化，以研究不同參數(shù)集對(duì)仿真結(jié)果的影響。
本案例講述使用Speos optimization 優(yōu)化工具，快速優(yōu)化設(shè)計(jì)。為描述案例講解過程，首先對(duì)optimization工具的參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)解釋。
優(yōu)化模式
Speos optimization優(yōu)化功能提供三種優(yōu)化模式: Random Search隨機(jī)搜索算法是一種基于隨機(jī)的全局優(yōu)化方法，優(yōu)值提供函數(shù)定義優(yōu)化的收斂過程，Minimize允許獲得盡可能接近目標(biāo)值的模擬值。Maximum允許獲得盡可能遠(yuǎn)離目標(biāo)值的模擬值。Design of Experiment實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)允許定義變量的值，通過使用基于所選變量的Excel文件來定義變量。Plugin插件允許使用自己創(chuàng)建的優(yōu)化算法，以便在分析中增加更多的靈活性。
變量類型
Optimization特性根據(jù)變量的來源提供了三種變量類型。
Simulation variable模擬變量對(duì)應(yīng)Speos的仿真變量，在此變量列表中可以選擇光源的參數(shù)、探測器的參數(shù)、包括3D texture的參數(shù)。
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