今宏电子期刊 - 第十九期—03 Simcenter Star-CCM 多对象权衡优化举例

 

 
Simcenter™ 软件的独特之处在于它将系统仿真、3D CAE 和测试集于一身，可帮助您在早期和整个产品生命周期内预测所有关键属性的性能。Simcenter 将基于物理场的仿真与通过数据分析得出的洞察相结合，帮助用户优化设计并且更快更可靠地交付创新。
 

 

上期介绍了Simcenter Star-CCM+自带的优化功能模块Design Manager工作流程。这期我们拿一个简单的例子讲解多对象权衡优化。

 

01
 
 
 
 
 
 
导入模拟并确定几何参数
 
 
将静态混合器的模拟载入Design Manager，查看可知包含翅片数量、宽度、长度、深度和相对于管道中心线的角度共5个几何参数。
其工作原理是氮气和氧气分别从左侧入口的上方和下方通入，经过翅片时发生混合，由右侧出口排出混合气体。

 

02
 
 
 
 
 
 
设置输入
 

 

  • 右键单击设计研究节点，然后选择新建。
  • 优化类型设置为多目标权衡（帕累托）
  • 将要运行的设计设置为 48个
  • 选择优化 > 优化设置 > 存档大小节点并确保将设计数量设置为 12个
  • 右键单击优化 > 输入参数节点，选择编辑...，并设置以下参数：
  • 将叶片数量参数的类型设置为离散，输入 [3.0, 4.0, 5.0, 6.0]

 

03
 
 
 
 
 
 
设置输出
 
 
在Design Manager中，响应代表您的研究的输出。将压降和混合物均匀性设置为相互竞争的目标，而各项的目标是使值最小化。混合物均匀性也被添加为一种约束，而大于 0.15 的值均不被视为有效。 
  • 选择设计研究 > 优化 > 响应节点，选择 Outlet_N2_SurfaceStandardDeviation 和 PressureDrop，并单击确定。
  • 编辑 PressureDrop 节点，并设置以下属性：
  • 编辑 Outlet_N2_Surface StandardDeviation 节点，并设置以下属性：
 
04
 
 
 
 
 
 
选择后处理数据和运行计算
 

 

  • 选择设计研究 > 优化 > 场景节点，选择O2_MassFraction、N2_MassFraction和Outlet_N2_MassFraction。
  • 选择设计研究 > 优化 > 绘图节点，选择 PressureDrop 监视器绘图和残差绘图。
  • 右键单击设计研究 > 优化节点并选择创建绘图 > 历史绘图。历史绘图打开并将一个 XY 绘图添加至此项目的绘图节点。
  • 右键单击设计研究 > 优化节点并选择运行研究，自动生成并显示历史绘图。
05
 
 
 
 
 
 
后处理
 

 

  • 键单击设计 1 并选择打开场景 > O2_MassFraction，同样步骤打开Outlet_N2_MassFraction 和 N2_MassFraction 场景
  • 右键单击设计 1 并选择打开绘图 > 残差。
在此优化研究中有两个竞争的对象。就此类研究而言，Pareto 前沿有助于将每个设计与其他设计相比的表现可视化。
  • 右键单击设计研究 > 优化节点，然后选择创建绘图 > 帕累托绘图。
  • 一个绘图，即 XY 绘图，被添加至绘图节点。
  • 选择数据系列 > 优化节点并将输入设计集设置为成功。

 

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Design Manager采用一个随机的种子点并随机对每个设计进行评估，操纵求解朝优化设计的方向进行。以上显示的结果仅用于说明，用户同样的优化参数可能会得到不同的优化结果。以上就是本期全部内容，下期再会！

 

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2021年7月9日 17:49
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