ANSYS DesignXplorer

Технология ANSYS DesignXplorer позволяет осуществлять управление параметрами для прогнозирования влияния параметрических или геометрических изменений на поведение конструкции. При этом нет необходимости выполнения другого расчета. Модуль позволяет инженерам проводить анализ планирования эксперимента (DOE) для любого расчета, выполненного в среде ANSYSWorkbench, в том числе при наличии CAD-параметров.

Изучение конструкции во всех областях физики

Компания ANSYS предлагает безграничный набор возможностей для решения задач из всех областей физики, которые позволяют выполнять моделирование текучей среды, механики деформируемого твердого тела, выполнять тепловые и электромагнитные расчеты применительно к любому изделию. Совокупность технологии ANSYS DesignXplorer и инструментов для выполнения междисциплинарных расчетов ANSYS делает выполнение параметрического анализа возможным практически для каждого расчета.

Программное обеспечение ANSYS DesignXplorer поддерживает все области физики, доступные из схемы проекта ANSYS Workbench:

• механика деформируемого твердого тела (как неявная, так и явная);
• динамика жидкостей и газов;
• междисциплинарные расчеты.

Также поддерживается комбинированный анализ, при котором расчеты из разных областей физики выполняются независимо или в сопряженном виде.

Оптимизация

Хороший проект начинается с определения взаимосвязей между характеристиками и производительностью изделия. В большинстве случаев будет несколько «оптимальных» вариантов конструкции, из которых предстоит выбрать подходящий вариант в зависимости от требуемых характеристик и целей, поставленных при проектировании изделия. Программное обеспечение ANSYS DesignXplorer предлагает несколько способов исследования поверхностей отклика, интерактивные инструменты и алгоритмы оптимизации, например, многоцелевой поиск. Эта технология анализирует входные ограничения, означенную стоимость изготовления и предоставляет несколько вариантов конструкции, из которых можно сделать выбор. Обычно при оптимизации получаются компромиссные решения.

Производится расчет нескольких значений целевой функции для различных значений входных аргументов, на основе их методом аппроксимации строится поверхность оптимизации.

Эффективность метода Design of Experiments, или DOE зависит от числа вариантов расчета, при изменении входного параметра требует полного пересчета. Поверхность оптимизации строится методом аппроксимации через вычисленные значения вариантов.

DesignXplorer также может проводить оптимизацию расчетных моделей, созданных в стандартном графическом интерфейсе ANSYS в которых использовались параметры, заданные на APDL и был создан входной файл (*.inp).

Возможно также применение метода оптимизации Design for Six Sigma. DFSS расчет использует перебор входных параметров неопределенного вида (Uncertainty Variable). Исходной предпосылкой является полная случайность отклонений, т.е. отсутствие систематических причин, приводящих к смещению в ту или иную сторону. В этом случае распределение отклонений около среднего значения процесса будет хорошо аппроксимироваться нормальным распределением.

Планирование экспериментов и поверхности отклика

Зачастую требуемый вариант конструкции означает достижение компромисса между разными критериями, а исследование такой конструкции невозможно выполнить только за счет использования прямых алгоритмов оптимизации, которые приведут только к одному варианту конструкции. Важно собрать достаточно информации о текущем варианте конструкции, чтобы ответить на вопросы «что-если» и оценить влияние переменных на характеристики изделия. При этом, основываясь на точной информации, можно принять правильные решения, даже в случае неожиданного изменения конструктивных ограничений.

Модуль ANSYS DesignXplorer описывает взаимосвязи между параметрами конструкции и характеристиками изделия при помощи метода планирования эксперимента (DOE), объединенного с поверхностями отклика. Метод DOE и поверхности отклика предоставляют всю информацию, которая позволяет в полной мере реализовать преимущества концепции «Проектирование изделий на основе инженерных расчетов». Когда известна зависимость производительности от конструкционных переменных, то легко понять и определить все требуемые изменения, которые нужно внести, чтобы конструкция соответствовала предъявляемым требованиям. После создания поверхностей отклика можно легко обмениваться информацией в удобном для понимания виде: кривые, поверхности, чувствительности и т.д. Они могут быть использованы в любое время в ходе проектирования изделия без необходимости дополнительных расчетов и выполнения проверки новой конфигурации.