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设计产品的过程中,为了获得最优的方案,研发人员往往对重要的参数进行评价,但是无法保证获得全局最优方案。因此,基于CAE/CFD仿真结果,对流动和结构参数进行优化设计,是目前产品设计研发的必然趋势。 优化就是以数学最优化理论为基础,以计算机为手段,根据设计追求的性能目标建立目标函数,通过深入了解设计空间后找到数学上和工程上都可行的最佳设计方案。相比花大量时间手动尝试不同的设计方案,通过优化处理后就能集成仿真软件并与参数化设计问题,形成能高效自动运行的仿真工作流。在较短的时间内,用户就可以通过优化工具提供的几个最佳设计方案结合您的经验来评估获得最终的产品设计。目前,产品的设计和过程优化在电子,航空航天,能源化工,机械等领域已经有了广泛的应用。

可靠性优化设计

可靠性优化设计(Reliability-based Design Optimization,RBDO)采用随机系统参数的平均值作为设计变量,进行目标函数的可靠性分析。RBDO通过求解一系列非线性规划问题,获得可靠性参数的概念。该方法不仅提供优化设计,还能评估设计的可靠性,提高对设计的信息。

 

涡轮机喷嘴形状的优化

对涡轮机喷嘴进行CFD分析是一种重要的研究手段,可以对不同形状进行对比。为了减少工程师重复进行建模、网格划分、模型设置等工作,可采用优化软件结合CFD工具自动进行分析,获得最优的形状设计方案。

 

搅拌槽内叶轮位置与结构的优化

搅拌槽内叶轮的安装位置直接影响混合的效率,如果叶轮位置不合理,流体会沉淀在壁面剪切应力较小的地方。采用CFD工具进行模拟,结合优化软件,可以对叶轮的数量、叶轮垂直分布的位置、叶轮直径、叶轮叶片数量、叶片厚度、叶片倾斜角度、叶片宽度等参数进行考察,自动生成网格系统,并对非牛顿流体进行分析,获得最优叶片形状和位置分布。~50%的强化换热效率。

 

船舶型线优化

船舶型线优化是改善船舶阻力特性,提高运行经济性的关键环节。通过CFD工具可以计算不同型线下的阻力,以船舶艏部型线为变量参数,以阻力特性为目标函数,对船舶型线进行最优化分析,可以获得阻力性能最优的艏部型线方案。

 

离心通风机优化

对某型号风机风量不足,风压不均匀的问题进行仿真分析和优化,采用CFD工具可以获得风机内的流场,结合设计优化软件,对通风机入口的形状进行优化设计,可以提高风机的设计水平。

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