HyperStudy多學(xué)科優(yōu)化
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HyperStudy多學(xué)科優(yōu)化的視頻教程
HyperStudy多學(xué)科優(yōu)化
HyperStudy多學(xué)科優(yōu)化 適合人群：所有CAE工程師，對(duì)多學(xué)科優(yōu)化感興趣的工程人員及在校學(xué)生 HyperStudy多學(xué)科優(yōu)化 【已結(jié)束】 直播時(shí)間：2019-10-10 19:30 課程大綱： 1.HyperStudy功能介紹 2.HyperStudy案例展示
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HyperStudy多學(xué)科優(yōu)化
HyperStudy多學(xué)科優(yōu)化。 本視頻整理自Altair-China視頻課程，為免費(fèi)視頻。 整理出來(lái)旨在分享hyperworks知識(shí)給廣大同行，不為個(gè)人利益。 若有侵犯相關(guān)合法權(quán)益請(qǐng)告知，即刻根據(jù)規(guī)范刪除。
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Altair HyperStudy?多學(xué)科優(yōu)化培訓(xùn)
內(nèi)容大綱：? 1.Python簡(jiǎn)介 2.SimLab流程自動(dòng)化? 3.網(wǎng)格自動(dòng)化劃分實(shí)例? 4.UI開(kāi)發(fā)及綜合實(shí)例
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HyperStudy多學(xué)科優(yōu)化的實(shí)例教程
本案例重點(diǎn)在于介紹如何在hyperstudy中完成研究對(duì)象的多學(xué)科優(yōu)化。主要涉及到保險(xiǎn)杠碰撞剛性墻、保險(xiǎn)杠約束模態(tài)分析。在hyperstudy中創(chuàng)建變量因子、位移響應(yīng)、一階模態(tài)頻率、質(zhì)量響應(yīng)，分別進(jìn)行DOE分析、優(yōu)化分析。
DOE分析：
第一個(gè)響應(yīng)對(duì)于各變量的帕累托圖
第二個(gè)響應(yīng)對(duì)于各變量的帕累托圖
第三個(gè)響應(yīng)對(duì)于各變量的帕累托圖
節(jié)點(diǎn)位移響應(yīng)對(duì)各變量的線性效應(yīng)曲線
一階模態(tài)頻率響應(yīng)對(duì)各變量的線性效應(yīng)曲線
總質(zhì)量響應(yīng)對(duì)各變量的線性效應(yīng)曲線
優(yōu)化分析：
優(yōu)化結(jié)果
本案例模型見(jiàn)收費(fèi)內(nèi)容部分，凡購(gòu)買本案例的朋友，結(jié)合附件中的模型及相關(guān)操作說(shuō)明在仿真操作上還有什么疑問(wèn)，請(qǐng)與我溝通交流。
展開(kāi) 典型的多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題：
光學(xué)：CODE V® optical software
結(jié)構(gòu)：MSC/NASTRAN® structural analyzer
熱： SINDA/FLUINT and Thermal Desktop thermal design system.
optiOpt-ICES2002b_SINDA.pdf
多目標(biāo)多學(xué)科優(yōu)化
—Isight軟件概述
Isight是國(guó)際上最先進(jìn)的基于參數(shù)的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化軟件，將過(guò)程集成、設(shè)計(jì)優(yōu)化和穩(wěn)健性設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，現(xiàn)為法國(guó)Dassault/Simulia公司旗下拳頭產(chǎn)品。Isight將數(shù)字技術(shù)、推理技術(shù)和設(shè)計(jì)探索技術(shù)有效融合，并把大量的需要人工完成的工作由軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理，也被稱為“軟件機(jī)器人”?？杉煞抡娲a并提供設(shè)計(jì)智能支持，從而對(duì)多個(gè)設(shè)計(jì)可選方案進(jìn)行評(píng)估，大大縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期，顯著提高。
Isight提供專用的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化語(yǔ)言MDoL來(lái)描述MDO問(wèn)題，具有很好的集成遺留程序的能力?？稍诋悩?gòu)計(jì)算機(jī)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算，并支持并行計(jì)算；同DAKOTA一樣，Isight提供了豐富的優(yōu)化算法和多種代理模型方法，具有良好的可視化功能;對(duì)多種CAD和CAE商用軟件提供接口，如Abaqus、Nastran、Ansys、Fluent、CFX、Catia V5等；在Isight框架中還提供了較好的基于穩(wěn)健性的設(shè)計(jì)優(yōu)化和基于可靠性的設(shè)計(jì)優(yōu)化的功能。
Isight提供了強(qiáng)大的用戶界面，通過(guò)圖形化工作界面，用戶可以進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程集成、優(yōu)化處理和自動(dòng)化求解工作。其圖形化用戶界面可以分為三個(gè)功能部分，過(guò)成集成、問(wèn)題定義和方案監(jiān)控。每一個(gè)功能部分都強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)研究中需要的集成，自動(dòng)化和監(jiān)控步驟。
過(guò)程集成可以快速耦合各學(xué)科、不同編程語(yǔ)言和格式的仿真代碼。在該界面里完成數(shù)據(jù)流和控制流的可視化，另外還提供過(guò)程的結(jié)構(gòu)化視圖，方便導(dǎo)航和操作。
軟件的參數(shù)界面提供了類似電子表格形式的操作風(fēng)格，方便用戶快速定義設(shè)計(jì)變量、目標(biāo)、約束和初始值。
Isight允許用戶編制針對(duì)不同問(wèn)題的任務(wù)計(jì)劃，其可以是任意嵌套和組合各種算法，從而通過(guò)智能化的探索，選擇新的設(shè)計(jì)點(diǎn)，執(zhí)行模擬分析流程，并使這一過(guò)程自動(dòng)化。
展開(kāi) 圖：多學(xué)科分析工況
本文以modeFrontier環(huán)境介紹整車多學(xué)科優(yōu)化及輕量化優(yōu)化。針對(duì)剛度、NVH等線性工況，首先進(jìn)行靈敏度分析進(jìn)行變量篩選。針對(duì)碰撞等分線性工況，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)篩選出設(shè)計(jì)變量。然后分別針對(duì)不同的工況進(jìn)行DOE分析采樣，用于構(gòu)建元模型，包括質(zhì)量元模型。然后在基于元模型進(jìn)行優(yōu)化，使用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化分析。
一、設(shè)計(jì)變量篩選：
關(guān)于設(shè)計(jì)變量的篩選，請(qǐng)參照《基于Isight多學(xué)科優(yōu)化及輕量化優(yōu)化》一文中基于靈敏度分析進(jìn)行變量篩選的部分。
鏈接：【基于Isight多學(xué)科優(yōu)化及輕量化優(yōu)化】
二、設(shè)計(jì)參數(shù)：
2.1 設(shè)計(jì)變量：根據(jù)靈敏度分析結(jié)果，篩選設(shè)計(jì)變量。
剛度：24個(gè)厚度變量
NVH：26個(gè)厚度變量
正碰：14個(gè)厚度變量
做好設(shè)計(jì)變量統(tǒng)計(jì)表，便于多學(xué)科聯(lián)合時(shí)變量關(guān)聯(lián)。
2.2 設(shè)計(jì)響應(yīng)：
正碰：防火墻侵入量
正碰：B柱加速度
彎曲剛度
彎扭模態(tài)
三、modefrontier多學(xué)科優(yōu)化
多學(xué)科優(yōu)化中的碰撞工況使用LSDYNA進(jìn)行求解，白車身剛度和模態(tài)使用Nastran進(jìn)行求解。
圖：modefrontier多學(xué)科優(yōu)化圖
圖：modefrontier多學(xué)科優(yōu)化界面
3.1 輸入?yún)?shù)
3.2 求解模塊
剛度、模態(tài)使用Nastran求解器進(jìn)行求解，結(jié)果提取包括f06文件、meta提取op2結(jié)果等用于創(chuàng)建設(shè)計(jì)響應(yīng)，設(shè)計(jì)約束。
展開(kāi) 多學(xué)科優(yōu)化可以同時(shí)考察各項(xiàng)性能，并可以將整車質(zhì)量作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，在滿足各項(xiàng)性能的基礎(chǔ)上進(jìn)行最優(yōu)化輕量化設(shè)計(jì)。關(guān)于整車多學(xué)科優(yōu)化有不同的優(yōu)化策略，這涉及到軟硬件資源、性能要求、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期等等各方面的影響。
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Optimus是比利時(shí)Noesis Solutions公司專注研發(fā)的一款多學(xué)科仿真集成與優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件產(chǎn)品。通過(guò)Optimus平臺(tái)，可管理多學(xué)科的仿真流程及數(shù)據(jù)，自動(dòng)顯示和探索設(shè)計(jì)空間，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的自動(dòng)性能優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科、多指標(biāo)參數(shù)的均衡優(yōu)化，能對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門的設(shè)計(jì)變更給出明確指導(dǎo)意見(jiàn)，在提高產(chǎn)品性能的同時(shí)降低成本、縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。
產(chǎn)品介紹
HPC在仿真分析中發(fā)揮著重要的作用，足夠的軟硬件資源可以更好地支持項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。但通常HPC都是搭建在Linux系統(tǒng)下的，需要在linux系統(tǒng)下配置對(duì)應(yīng)的仿真分析軟件，如lsdyna、nastran、ABAQUS、optistruct、star-ccm+等等。提交計(jì)算也是需要開(kāi)發(fā)Windows用戶界面，或者通過(guò)其他客戶端工具如PuTTY等。當(dāng)然還可以通過(guò)命令直接提交的方式。
在任何復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)優(yōu)化都是提高產(chǎn)品性能、滿足各種利益相關(guān)者要求、減少成本和上市時(shí)間的關(guān)鍵活動(dòng)。在設(shè)計(jì)空間的自動(dòng)搜索中，設(shè)計(jì)優(yōu)化廣泛使用了計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）仿真。工程系統(tǒng)結(jié)合了子系統(tǒng)和組件；每個(gè)部件都由不同的物理建模，性能評(píng)估涵蓋了一系列工程學(xué)科，包括：流體動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)、熱學(xué)、電磁和許多其他學(xué)科。這種組合被稱為多學(xué)科設(shè)計(jì)分析與優(yōu)化
離心式壓縮機(jī)，也稱為離心式風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)，主要用于壓縮目的。附在旋轉(zhuǎn)葉輪上的徑向葉片將空氣吸入裝置的中心。它們非常適合高壓應(yīng)用，其高效設(shè)計(jì)可以節(jié)省能源。等熵效率和葉片載荷是這些壓縮機(jī)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。包括空氣動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)目標(biāo)在內(nèi)的多物理場(chǎng)方法將確保獲得最佳結(jié)果。簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程并最大限度地減少迭代次數(shù)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)用、資源高效的設(shè)計(jì)。這縮短了上市時(shí)間并提高了設(shè)計(jì)過(guò)程的整體效率。在這個(gè)簡(jiǎn)短的案例研究中，考慮空氣動(dòng)力級(jí)性能和葉輪結(jié)構(gòu)完整性的帶罩徑流式壓縮機(jī)的優(yōu)化
HPC在仿真分析中發(fā)揮著重要的作用，足夠的軟硬件資源可以更好地支持項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。但通常HPC都是搭建在Linux系統(tǒng)下的，需要在linux系統(tǒng)下配置對(duì)應(yīng)的仿真分析軟件，如lsdyna、nastran、ABAQUS、optistruct、star-ccm+等等。提交計(jì)算也是需要開(kāi)發(fā)Windows用戶界面，或者通過(guò)其他客戶端工具如PuTTY等。當(dāng)然還可以通過(guò)命令直接提交的方式。
MeshWorks的參數(shù)化功能，包括形狀參數(shù)化、板厚、材料、孔、加強(qiáng)筋及焊接等參數(shù)化。這些眾多的參數(shù)化功能可以幫助工程師快速進(jìn)行DOE分析，而無(wú)需等待CAD數(shù)據(jù)更新，從而加快了設(shè)計(jì)周期。
MeshWorks的參數(shù)化網(wǎng)格建模功能可以幫助用戶非常快速地分析多種工況，這些參數(shù)通常是常規(guī)形狀參數(shù)之外的參數(shù)類型，比如各種加強(qiáng)特征，如ribs、beads、bulkheads、darts以及縫焊長(zhǎng)度
一、副車架的性能開(kāi)發(fā)
副車架可以承受發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的振動(dòng)載荷和來(lái)自路面的各種沖擊，并能夠減弱路面和發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)的震動(dòng)和噪音，保證行駛舒適性和穩(wěn)定性。除此之外，副車架能提高汽車懸掛系統(tǒng)的連接剛度，裝有副車架的汽車能夠明顯感覺(jué)到底盤更扎實(shí)緊湊。副車架的設(shè)計(jì)既需要考慮零件本身的安裝和布置要求，同時(shí)還需要保證結(jié)構(gòu)的性能，前副車架設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮的幾個(gè)性能包括NVH性能、剛度性能、耐久性能及安全性能等
前言：產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程已經(jīng)發(fā)展了幾個(gè)世紀(jì)。許多復(fù)雜的系統(tǒng)，如橋梁，建筑物，飛機(jī)，汽車等，都是這一過(guò)程的優(yōu)秀成果。該過(guò)程涉及反復(fù)試錯(cuò)的設(shè)計(jì)方法，包括初始設(shè)計(jì)，測(cè)試和修改初始設(shè)計(jì)，直到找到安全設(shè)計(jì)。
在大多數(shù)情況下，許多設(shè)計(jì)可以是安全的設(shè)計(jì)，但其中只有一個(gè)是最佳設(shè)計(jì)，不僅安全，而且在滿足所有標(biāo)準(zhǔn)方面也是最好的。試錯(cuò)設(shè)計(jì)方法是在豐富的自然資源中發(fā)展起來(lái)的一種具有數(shù)百年歷史的設(shè)計(jì)方法
設(shè)計(jì)門戶（Design Gateway）
流程集成界面，通過(guò)搭積木的方式實(shí)現(xiàn)流程集成，將數(shù)據(jù)流和控制流可視化，并提供對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行瀏覽的界面。設(shè)計(jì)流程按樹(shù)狀結(jié)構(gòu)定義，每個(gè)層次的子任務(wù)可以使用不同的設(shè)計(jì)探索策略。
運(yùn)行門戶（Runtime Gateway）
監(jiān)控和后處理界面，可以繪制多種曲線、曲面、散點(diǎn)圖、柱狀圖、表格等，結(jié)果運(yùn)行完成后生成Summary報(bào)告給出優(yōu)化運(yùn)行時(shí)間、最優(yōu)結(jié)果及設(shè)計(jì)變量
隨著產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，各行業(yè)對(duì)電機(jī)性能指標(biāo)提出越來(lái)越高的要求，例如效率高、轉(zhuǎn)速范圍寬、體積小、重量輕、功率密度大、噪聲低、成本低等。這要求電機(jī)設(shè)計(jì)必須兼顧電磁性能、溫升性能以及機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多物理場(chǎng)性能，同時(shí)還要考慮電機(jī)的成本、研發(fā)周期等因素，如何在最短的時(shí)間內(nèi)將一款高性能、低成本的電機(jī)產(chǎn)品推向市場(chǎng)是目前各大電機(jī)廠商面對(duì)的難題。
現(xiàn)代電機(jī)設(shè)計(jì)是一個(gè)典型的多學(xué)科、強(qiáng)耦合、多變量、非線性的問(wèn)題，在其中多學(xué)科分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)扮演了非常重要的角色
