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,針對這個問題,通過調節其葉輪子午型線、葉片角度、葉片數量和出口寬度等參數,利用CFD仿真對其進行了重新設計,最終設計出了一款可應用于燃料電池離心空壓機的新葉輪,并對新葉輪的各項性能進行了分析。

通過數學的方式來定義，比如最小化/最大化某個目標函數。優化是數學和物理相結合的一門學科：數學是優化的工具，物理是優化的實質。 CFD參數優化指的是，以流體相關的變量（如流阻、效率、換熱系數等）為優化目標的，基于自由形狀、尺寸參數、物性參數、邊界條件等參數的優化。

在上期文章中，我們給大家帶來了機翼多學科優化、擬合試驗曲線、一維CFD模型參數的DOE和回歸分析三個參數優化案例，本期文章將繼續為各位講解多個 Altair CFD 參數優化案例，一起來看看吧。

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通過數學的方式來定義，比如最小化/最大化某個目標函數。優化是數學和物理相結合的一門學科：數學是優化的工具，物理是優化的實質。 CFD參數優化指的是，以流體相關的變量（如流阻、效率、換熱系數等）為優化目標的，基于自由形狀、尺寸參數、物性參數、邊界條件等參數的優化。

完成表明參數化模型創建成功，就可以進入下一步DOE，擬合響應面或優化的步驟。

新版本提升了參數化建模、CFD自動化連接和優化等功能，新版本具體功能介紹如下。可視化設計變量的影響CAESES 5.1更直觀地呈現了設計變量與幾何模型之間的關系。通過設計速率（design velocity）功能，CAESES的可視化幫助工程師了解設計變量對幾何形狀的影響。設計速率定義為由于設計變量的值發生變化而導致的模型曲面的法向位移。

MeshWorks可以通過同一參數化模型同時生成不同學科的參數化模型，如Crash，NVH，Durab，CFD。當某一參數改變時，所有學科模型的參數同步改變，從而使得多學科優化MDO成為可能。 MeshWorks擁有眾多快速參數化面板，只需點擊一次鼠標，即可創建諸如倒角半徑、孔直徑、肋高度及肋厚度的參數化網格。

當涉及幾何參數建模時，cfd仿真往往由于流體域隨固體域位置改變會發生幾何拓撲關系變化，使workbench參數化分析出錯。對此，查閱相關cfd文檔，主要是關于SpaceClaim腳本參數建模方面，進行了腳本編寫。實際上，固體區域通過其他CAD軟件建模完畢導入到SCDM里面進行流體域抽取，因此，腳本編寫也作出相應調整。

特別說明隨著計算技術和ANSYS等分析軟件的迅速發展，使得數值模擬和計算流體力學（CFD）成為研究和評價水泵最佳特性的較好工具之一。這種類型的模擬在預測和估計泵性能的許多特性方面非常有用，并且在任何進一步的步驟之前給出了許多解決方案。 因此，在離心泵葉輪優化設計過程中，離不開CFD的支持。

此優化的參數模型有 27 個自由參數和 50 個可以鏈接不同參數或定義復數的數學方程式。AxCent 還用于 CSM 網格劃分和仿真，使用稱為按鈕 FEA 的模塊，這是一種完全集成的應力分析工具，允許用戶同時進行結構和空氣動力學分析。對于 CFD 分析，使用Fidelity Autogrid生成結構化網格。它適用于不同渦輪機械配置的預定義拓撲。它包含高級平滑算法和腳本功能。

基于葉輪機械設計-仿真-優化的一體化思路，在ANSYS Workbench平臺上可實現葉輪機械參數化設計、數值分析和優化設計的所有功能，其中一款專業分析軟件——OptiSLang是一款多學科優化、隨機分析、穩健與可靠性優化設計軟件，在真正意義上地進行葉輪機械的快速優化，幫助工程師更高效便捷地進行產品研發設計。

商業CFD軟件的上述特征使得其在世界范圍內迅速得到廣泛地應用，尤其是CFD軟件的二次開發功能可以使得廠家在原有軟件功能基礎上開發出更加適合自己生產需要的功能。通常CFD計算會分為如下幾個步驟： 模型簡化及網格化分 設置邊界條件及求解 后處理在模型簡化階段，重點是了解CFD計算的目的及客戶所想達到的預期。

試圖在葉輪尺寸和質量之間找到平衡，這對尋求最高效率的工程師來說是一個挑戰。 在采用中心葉輪的離心泵設計中，CFD是分析效率的有效工具。使用CFD，工程師可以分析設計的性能，輕松更改參數以了解流量如何受到影響，并生成泵的流量-效率曲線。

具體操作如下：① 截取一段船體尾部的典型橫剖面：② 對該橫剖面進行逆參數化定義：③ 對新的參數化的橫剖線（綠色曲線）進行控制并利用CAESES 5中brep morphing功能實現該新橫剖線所影響船舶尾部區域三維模型的變型：原始船型和優化過程中的船型橫剖面對比如下：Curve Polygon編輯功能使導入Nurbs曲線的逆參數化成為可能。

多目標參數化優化設計方法區別于傳統CAD-CAE設計思路，全參數化模型結合自動化優化工具，在有限的設計周期內能更快速地進行方案迭代，并能解決NVH、耐久等矛盾性能的多目標優化問題，有效避免了設計的盲目性。三、性能分析 副車架的性能分析包括強度分析、模態分析、動剛度分析、疲勞分析等。

幾何清理和網格劃分，高效與質量兼得 Yannick Baux 表示，Fidelity CFD 軟件業界領先的幾何清理和幾何導入，支持 CAD、STL 等絕大多數文件格式，同時將 CAD 與葉輪機械拓撲、幾何結構與葉輪機械拓撲結構相關聯，實現 CAD 裝配零件樹狀結構的可視化；所有網格劃分和仿真參數都在拓撲結構上設置，還可以用相同的設置實現設計地快速替換。

使用Cadence CFD 軟件的參數化和自動優化模塊完成優化設計；通過手動調節蝸殼截面積修正系數，完成整個模型系統級的優化設計。08基于自適應特征選擇的高維不確定性方法在葉輪機械性能評估中的應用主講：以現有的參數較為接近的高效模型級作為研究基礎，開展了大流量系數模型級的開發。

解決方案： 整個項目由DEP工程師分為三個階段：基準評估、網格參數化和優化。DEP工程師與客戶工程師密切合作，參與整個項目。DEP團隊開發的完整優化流程對客戶來說是非常有價值的。 在第一階段，從白車身和底盤，共選擇25個設計變量（形狀和尺寸參數化），并設定為優化目標。