ANSYS优化设计--设计优化技术.doc

ANSYS 优化设计-- 设计优化技术 ANSYS 设计优化技术基于 ANSYS 的 APDL 语言建立的参数化模型。基于参数化有限元分析过程的设计优化包含下列基本要素: 1 、设计变量(往往在开始级、前处理器或求解器中定义); 2 、状态变量(来源于分析的结果后处理); 3 、目标函数(最后得到关于模型系统或分析结果的导出量); 4 、优化计算方法即优化设计工具(零阶方法是一个可以有效处理大多数工程问题的方法,一阶方法基于目标函数对设计变量的敏感程度,更加适合于精确的优化分析)。优化设计过程就是一个反复优化改变设计变量以在满足状态变量限制条件下使目标函数变量参数逼近最小值。在执行优化分析前必须创建一个分析文件, 它是一个基于 APDL 参数化有限元分析过程的命令流输入文件, 包括一个完整的前处理、求解和后处理分析过程, 其中必须包含一个参数化的模型,定义有设计变量、状态变量和目标函数。基本过程: 1 、利用 APDL 的参数技术和 ANSYS 的命令创建参数化分析文件,用于优化循环分析文件,除包括整个分析过程外还必须满足以下条件。(1 )在前处理器 PREP7 中建立参数化模型。(2 )在求解器 SOLUTION 中求解。(3 )在后处理器 POST1/POST26 中提取并指定状态变量和目标函数。 2 、进入优化设计器 OPT ,执行优化设计分析过程。(1 )指定分析文件。(2 )声明优化变量,包括设计变量、状态变量和目标函数。(3 )选择优化工具或优化方法。(4 )指定优化循环控制方式。(5 )进行优化分析。(6 )查看设计序列结果。求解方法: 1、 Single Run : 2、 Random Designs : 3、 Factorial : 4、 Gradient : 5、 DVSweeps : 6、 Sub-Problem : 7、 First-Order : 8、 UserOptimizer : 注: 1 、在进入求解器之前定义设计变量,以便在优化设计器中指定读取分析文件的起始行为第一个/prep7 命令行。每次优化迭代计算完成后程序自动修改设计变量的值, 并进入下一次迭代, 即重新从指定的起始行读取分析文件, 如果起始行后接着出现优化变量赋值定义语句, 那么优化变量的值就强制恢复成初始值, 即设计变量始终保持不变, 不进行任何循环优化计算。(亦即优化变量要在/prep7 之前定义) 2 、优化技术是搜索和处理设计空间的技术,优化设计目标求最小值不一定是优化的最终目标。在无目标条件下, 状态变量与设计变量均满足指定范围要求时获取可行性的设计序列, 所以目标函数在实际应用中可以不定义。 3 、零阶方法与一阶方法的对比: 除一阶方法 First-Order , 其他方法均为零阶方法。除此之外, 用户可以利用用户自己开发的外部优化计算法代替 ANSY S 本身的优化算法进行