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一、问题/描述: 优化
ANSYS 求解技术：ANSYS 套件工具为用户提供了整个频谱优化的策略和技术， 以下是一些可用的操作。
二、优化的分类
ANSYS 允许对外形和拓扑进行优化。在拓扑优化中，几何形状可基于边界条件（比如载荷）进行优化。
举个例子，可以在载荷较小区域使用迭代过程适当减小物体的质量。
图1 拓扑结构优化
在外形优化过程中，形状是基于流动变量（比如阻力或压力）的导数改变。这种方法尝试回答了节点位置的改变将如何影响特定观察量的问题 。
图2 外形优化
三、优化策略
ANSYS 提供了两种优化策略, 两者具有相互竞争的适用性和使用性。
3.1 基于参数化
该策略利用Design Space探索一组给定的预定义输入参数对一组预定义输出参数的影响。 这阵方法使用现有成熟软件：CAD, Mesher，Solver etc优化后的设计可使用双向关联接口连接发送回CAD。
该种方法的限制性是优化收到参数化的限制，它需要运行一个特定的求解器确保Design Space运行后，减少使用实验设计的次数。Design Explorer， Fluent Mesh Morpher Optimizer 和 RBF Morph 都是基于这种优化策略。
图3 基于参数优化例子
3.2 无参优化
该种策略中，Design Space探索通过研究可观测的阻力或力的梯度变化更改设计。这种方法没有限制，并且具有创新性，不受一系列预先定义参数的限制。优化在求解器内部运行，该种方法的局限性是优化得到的设计可能并不能用于制造。基于参数的优化传递至CAD并不是直接形式，尽管在R17中已经变得更简单和直接。在这些版本中，设计可以STL文件从Fluent中导出，固体几何文件可使用新的包裹工具（STL Prep 工具的一部分）在Spaceclaim中轻易地创建。Fluent Adjoint Solver 和 RBF Morph 是基于该参数自由优化策略。
图4 无参优化例子
四、ANSYS 优化技术
ANSYS提供了三种优化技术，下面对各种技术作一些简单介绍。工具的选择依据整个仿真周期所需的求解时间，设计鲁棒性和自动化程度(CAD，网格划分，设置，求解，分析，报告)
4.1 DesignExplorerwithinWorkh
DesignExplorer (DX)的主要功能是理解和分析部件和装配体对一组参数的敏感度。整个仿真工作流程在Workbench内流水化，允许与上层CAD应用进行双向的关联和连接。DX同时可与RBFMorph耦合进行更加复杂的分析。 DX也可进行确定性分析和概率分析：
● 假设分析
● DOE
● 反应曲面
● 目标驱动优化
● Six Sigma Analysis
由于DX集成在Workbench环境下，可对多物理场耦合和多个物理现象进行优化。
4.2 Mesh Morpher Optimizer within Fluent
网格变形优化(MMO) 是一个独立的优化器，基于自由变形方法使用MMO无须附加软件许可。MMO使用基于非梯度的优化方法:
● Nelder-Mead Simplex
● Compass
● Powell
● Rosenbrock
● Torczon
● NEWUOA
4.3 Adjoint Solver within Fluent
伴随求解器 (AS)是Fluent内置强大的基于压力优化器，不需单独的软件许可即可运行。它是一种有效的手段来探索设计空间，允许在单一计算了解对系统最重要的影响因素。AS 计算输入参数的敏感性，并指导，修改设计创新性。AS可与RBF耦合计算用于复杂分析。
注意: RBF Morph 不是ANSYY的产品，并且与ANSYS Fluent Mesh Morpher 不同，ANSYS 与 RBF Morph 合作为客户提供最前沿的技术。
155-2731-8020
