Optimalizace konstrukcí

Optimalizace parametrů výrobku nebo zařízení se stává nedílnou součástí návrhového procesu a představuje výraznou konkurenční výhodu ve formě kvalitnějšího výrobku a nižších výrobních nákladů.

Nástroje pro optimalizaci úloh z oblasti FEA, CFD a ELMAG rozdělujeme na parametrické a neparametrické metody.

Parametrizaci modelu je nutné připravit na úrovni CAD geometrického modelu a stejně tak i tvarové změny probíhají na úrovni CAD modelu . Neparametrické metody pracují s výpočetním modelem a dochází zde k tvarovým změnám výpočetních sítí.

Vlastní proces optimalizace je řízen optimalizačními programy  (ANSYS DesignXplorer, SIMULIA Isight a další), které nabízejí řadu optimalizačních metod – gradientní, genetické, stochastické, 6-Sigma, DOE apod. Tyto programy zajišťují i automatické spouštění výpočetních úloh a následné vyhodnocení výsledků. Společnost TechSim Engineering nabízí i robustní a rychlé zpracování optimalizačních úloh na víceprocesorových strojích nebo výpočetních clusterech HPC.

optimalizace_konstrukci01

 optimalizace_konstrukci02  optimalizace_konstrukci03
Ukázka změny tvaru – morphingu výpočetní sítě

Pro tvarovou optimalizaci je možné využít unikátní prostředky neparametrické optimalizace, založené na technologii Adjoint solver (nabízí např. ANSYS Fluent nebo STAR-CCM+). Tato technologie umožňuje ve velice krátkém čase, pouze adjungováním diskretizovaných rovnic, získat citlivostní mapy závislosti sledovaných výstupních veličin na změně tvaru řešené oblasti. Ve spojením s klasickými optimalizačními metodami, např. gradientními potom v několika málo krocích provede účinné změny designu využitím technologie morphing výpočetní sítě (tvarové změny výpočetní sítě bez nutnosti její nové generace – přesíťování).

Technologie Adjoint Solver se využívá zejména v automobilovém průmyslu pro optimalizaci odporových součinitelů a v interní aerodynamice pro snižování tlakových ztrát.

optimalizace_konstrukci04