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isight加CFturbo加Pumplinx优化平台搭建

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表个Flag!

@本账号在明年1月份前,势必更新完《Isight+CFturbo+Pumplinx/Ansys》的优化平台教程(不一定完全免费,看心情),通过优化平台中的DOE和响应面技术、优化算法技术对压缩机性能进行参数优化。

#实验设计#​#isight#​#响应面RSM#​



目前进度:优化平台的路径已经打通,能够初步复现别人的论文(主要还是软件操作的部分),还需要在工作中累积优化压缩机的项目经验,吃透旋转机械的设计流程。这样才有干货可以讲(名正言顺地收米!!!!)

技术路线简介:这是一种比较高阶的参数化,借助CFturbo+Pumplinx的Batch模式,实现旋转机械的参数化仿真。有了参数化,再结合Isight的参数优化功能,一条针对旋转机械的参数优化技术路线就闭环了

(这是我1年前就已经在设想的东西-旋转机械参数化仿真,而且实打实地投入许多钱和精力,学习过ANSYS旋转机械仿真的二开【串联ICEM、TurboGrid、CFX】+脚本语言,现在终于寻找到载体!!!!要知道,这么一套东西,在仿真秀上面不得卖个好几百呢!!)



为什么我对参数优化平台有信心?虽然没有人问我,我还是回答一下(自豪)。

随着AI的热度在未来3到5年内崛起,在一些人类难以理解的领域势必会有技术突破,而流体力学就是这么一个玄学的领域,许多流体力学研究都会去蹭这方面的热度,用一个黑箱去套另外一个黑箱得到一个更疯狂的黑箱!

随着越来越多仿真工程师逐步接触到AI的相关概念,他们大概能直接上手的并不是训练属于自己的AI,而是尝试使用更简单的优化算法做参数优化。也就是说,当一个流体仿真工程师想要借助AI能力为自己赋能时,大概率他的新方向会是实验设计DOE和参数优化Opti,而参数优化平台就踩在这么一个口子上!

目前知网上参数优化+旋转机械的热度并不低。尤其是江苏大学等流体机械专业强势院校,嘎嘎发这些方向的论文,研究旋转机械的参数化以及应用优化算法。(注意:响应面作为最简单的参数优化方法已经被玩烂了,现在更多的是机器学习相关的优化算法如粒子群、蚁群、免疫、GA等一众优化算法)

而参数优化平台的开发,需要一个懂旋转机械产品,同时还懂流体仿真,还需要一点代码能力起码能搭建简单的脚本,最后这个人还要懂参数优化,知道各种DOE、响应面方法,甚至是优化算法。而这些,我都有重合的地方!!

本人,咳咳,从事旋转机械制造业1年工作经验(对旋转机械有基本的理解),大三在项目组时就开始接触流体仿真,工作期间更是深入接触了整机流体仿真,在实际生产流程中进行实操。当时我就在想,既然仿真就是点点鼠标,那为什么不能自动化仿真?

可见,虽然比较肤浅,但是参数化的概念从起步时就烙印在我脑海里。因此,我系统地学习了Python\VBA脚本语言,解锁了ANSYS二次开发、Excel编程的技能。在工作中,我从年初开始就逐步累积了一些脚本程序开发的项目经验,不仅实现了增效的产出,也逐渐熟悉面向对象的编程(见风机选型表​ ANSYS二次开发​ SW二次开发​ Excel编程​ Excel调用简单神经网络​)。这是我的第一个主线:有能力做自动化仿真,基础代码的能力。

同时,从去年10月份开始,我逐步学习六西格玛统计管理(基础DOE数据分析科普​),被RSM技术深深折服,系统学习过标准二阶响应面以及DOE的实验设计方法。参数优化的花花世界里面有各种各样的响应面方法,而我深知自己精力有限,只取了标准二阶响应面。在优化算法上,自己曾开发过主轴临界转速的优化程序,在VBA中从0到1应用遗传算法+模拟退火算法实现主轴尺寸迭代,也曾借助Matlab的优化工具箱搭建过部件的响应面(见叶轮模型降阶​ 部件重量的响应面​ 展开RSM优化​ 部分因子设计​ Excel参数优化​)。这是我的第二个主线:只仿真必要的点,展开实验设计和优化算法的能力。

在今年的7月前后,我开始系统学习ANSYS的DesignXploer(早在ANSYS参数优化​),在系统学习统计以后,再学习参数优化的工具并不难,虽然界面各不相同,但是内核依然是参数优化。因此,在8月开始,我又开始探索了新的方向:isight,这也是命运的转折点。isight作为参数优化的载体,他拥有联动其他软件的能力,虽然能力并不强。但当isight遇到了高度参数化的CFturbo+Pumplinx时,三者实现了1+1+1>3的效果!这是我的第三个主线:参数优化平台搭建,打通合适的仿真工具路径实现技术闭环。

当然,便宜自然没好货你应该是明白的,一年流体机械的工作经验还是太少了。目前,我还在积累优化产品性能的项目经验。虽然软件、代码上已经打通,但是工具始终只是工具,关键还是在使用者的能力。我很有信心在参数优化的增持下自己能够通过项目将能力喂出来,因此内容的铺开周期比较长,敬请期待。同时,我的剪辑能力还需要锻炼,因此,我更不会急着更新,不会着急地浪费素材。



内容展开:本账号会按照三个阶段铺开这个参数优化平台的教程

  • 第一阶段:VBA入门+面向对象的脚本开发+封装exe

第一阶段,我会展开介绍VB脚本语言,主要以VBA操作excel作为起点,通过一些项目实操,介绍VB的特性和能力,然后在转到VB.NET中,封装exe。这个阶段是脚本能力的介绍,isight的参数优化平台能力并不稳健,需要我们自己掌握一定(一捏捏就够)的代码能力来弥补,比如能够自己封装一个exe,用于数据处理。

许多语言都可以封装exe,不过我在VB上有项目积累,所以更有信心去系统地整理需要用到的知识点。

  • 第二阶段:ANSYS DesignXplorer入门+响应面/优化算法学习

参数优化的工具其实有很多,目前我接触过的有MATLAB(完全自己手搓)、Minitab(只有基础标准二阶响应面)、OptisLang(大牛们的神器)、Isight(无情的脚本机器+优化算法工具)。唯独ANSYS的DesignXplorer傻得可爱,不过,不要被他傻瓜式的操作流程给欺骗了,它的上限可一点不低哦。ANSYS很适合用于入门参数优化,能够依托Workbench的仿真功能,为使用者提供即时的正反馈。

理解响应面技术,理解实验设计,是参数优化的前提。通过有趣的形式趟过枯燥的响应面入门阶段,之后我们自己就会有动力去探索更多现在看上去“枯燥”的内容了。

  • 第三阶段:isight入门+CFturbo/pumplinx入门+参数优化平台搭建

如你所见,需要入门三个软件,其实软件操作并不复杂(尤其CFturbo\Pumplinx都是高度参数化的商业软件了)。操作的关键在于熟悉参数优化的展开流程,能够随时随地展开参数优化。

这对参数优化能力有一定的要求,不然即使有了各种各样的参数优化工具,我们依然只能在某种特定场景下才能施展开,能力会大受限制!响应面看着复杂其实一点也不简单,除了学习基础知识这个渠道以外,最高效的方法还是项目,项目,项目!

总之,Flag我立好了,12月末没更出来,直接微信朋友圈400红包!!!!


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