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    CAE软件 / CAE software

    12年的专业CAE咨询服务经验,超过1000个项目的丰富经验积累。

    Isight

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    • 案例1:进气道自动优化技术

      发动机的进气道结构影响缸内燃油与空气混合、充量运动和湍流的形成,影响发动机的燃烧状态,决定着发动机的性能和排放水平;气道的流动品质可由气道流量系数和涡流强度(涡流比)来评价,流量系数是实际质量流量和理论流量的比值,表征气道的流通能力。利用Isight,以进气道的流量系数和涡流比为优化目标,结合ANSA和CFD软件,最终获得相对最优的进气道结构。 
       
      1.优化问题定义
      设计变量:螺旋涡壳的形状参数,主要由专业网格自动变形软件控制;优化目标为流量系数和涡流比,具体数值分别为0.7和1。
      2.优化流程
      首先利用ANSA划取初始的三维实体网格,然后利用其与STAR-CD的接口,导出网格文件,将文件导入到STAR-CD中,生成对应的边界文件,最后导入到网格自动变形软件中实施变形,并输出新的网格文件。
       
      3.优化设计
      利用Isight解析网格变形软件的设计变量,调用ANSA进行网格,并输出变形后的网格给CFD进行前处理,即体网格的划分;然后对CFD初次计算的结果文件进行解析,最后在优化模块中设定优化参数的变化范围以及优化目标。

      案例2:白车身架构优化设计
      在新车型的早期开发阶段的白车身架构优化设计过程中,应用合理的试验设计—近似模型—优化设计方法,实现在当前工程中较为可行的车身架构优化设计思路。
      1.工况及优化变量
      工况:主要包括白车身刚度、模态、100%刚性墙碰撞、40%偏置碰撞、侧撞等5个典型工况;
      设计变量:将各结构梁位置、角度、截面尺寸、板厚、材料等参数定义为设计变量。
       
      2.参数化白车身模型
      采用全参数化建模工具建立白车身概念几何模型;模型可以根据工程要求即时变化所有结构信息并快速生成可供不同求解器计算的白车身有限元模型,同时按照焊点布置规则输出不同格式的焊点文件。
       
      3.实验设计(DOE)
      作为整个优化工作的基础,主要包括以下几个部分:
      (1)定义设计变量DOE 矩阵
      (2)生成所有样本计算模型
      (3)并行计算所有样本点
      (4)将计算结果和输出指标导入数据库,完成试验设计矩阵。
       
      4.近似模型和方差分析
      近似模型是决定整个优化精度的关键因素之一,通过分析设计变量和优化工况的特点,建立适用于白车身架构优化的近似模型;在完成近似模型的建立之后,通过方差分析可以判断各设计变量对所有输出指标的贡献量,这有助于作出正确的工程判断,尤其是找出那些对某项性能有较大的影响的设计变量。

      5.优化设计
      (1)优化问题定义:车身优化设计的最终目标是在满足相关性能要求的前提下,最小化车身重量;在工程中也存在需要满足重量指标下性能最优化的情况,因此需要针对不同的优化任务定义不同的优化问题。
      (2)优化计算:选用全局探索的GA和ASA方法;在整车虚拟分析中,基于近似模型的优化预测结果必须通过有限元软件进行验证。
      (3)结果分析:通过两个指标之间的权衡分析(Trade-Off Analysis)可以获得在当前设计条件下,两个指标相互之间的关系。
       
       

      案例3:排气管疲劳寿命优化分析
      通过Isight对排气管寿命进行多几何参数自动优化。
      1.优化变量和目标
      外形几何参数:管径、板厚等。
      结构参数:螺栓刚度等
      目标:热应力作用下延长排气管的寿命
      2.优化方法:DOE敏感度分析,二次规划
      3.优化结果
      排气管使用寿命提高6.2%。
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