优化分析

面向产品性能提升与设计改进,提供参数优化、DOE、灵敏度分析、多目标优化及结构轻量化等工程优化分析服务。

服务概述

优化分析通过参数化建模、试验设计(DOE)、灵敏度分析及数值优化等方法,在满足设计约束的条件下寻找更合理的设计方案,可用于提高产品性能、降低重量、改善可靠性或平衡多个相互制约的设计目标。

GMCAE 面向产品研发、设计改进及复杂工程优化问题,提供参数优化、DOE、灵敏度分析、多目标优化及结构轻量化等工程优化分析服务,并可结合结构、动力学、传热、流体等 CAE 分析模型建立自动化优化流程,为工程设计决策提供量化依据。

分析内容

根据产品设计变量、性能指标及工程目标,可开展包括但不限于以下分析:

  • 参数化设计分析
  • 试验设计(DOE)
  • 参数灵敏度分析
  • 单目标优化
  • 多目标优化
  • 多约束优化
  • 结构尺寸优化
  • 结构轻量化分析
  • 设计参数匹配与性能优化
  • 多工况综合优化
  • 多学科设计优化
  • 设计方案自动搜索与对比

对于设计变量较多或单次 CAE 计算成本较高的问题,可根据项目特点选择适当的采样方法、近似模型及优化策略。

典型应用

优化分析可应用于产品研发及工程设计中的多种场景,例如:

  • 产品结构轻量化设计
  • 结构尺寸参数优化
  • 强度与重量综合优化
  • 刚度与质量综合优化
  • 固有频率及动态性能优化
  • 热设计参数优化
  • 流道及流动性能优化
  • 多个设计方案自动搜索与筛选
  • 关键设计参数灵敏度识别
  • 多性能指标综合权衡
  • 复杂产品设计空间探索
  • CAE 驱动的产品设计改进

技术能力

根据项目需求,可开展从参数化模型建立到优化结果评估的完整分析工作,包括:

  • 优化问题定义
  • 设计变量与参数范围确定
  • 目标函数与约束条件定义
  • CAE 模型参数化
  • 自动化仿真流程建立
  • DOE 试验设计
  • 参数灵敏度分析
  • 设计空间探索
  • 单目标及多目标优化
  • 近似模型与响应面分析
  • 优化方案自动计算与筛选
  • Pareto 解集分析
  • 优化结果验证
  • 工程可行性评估

对于涉及多个 CAE 学科的问题,可根据项目需求将结构、动力学、传热、流体等分析流程集成到统一的优化流程中。

服务流程

典型项目通常按照以下流程开展:

  1. 明确产品设计问题及优化目标
  2. 确定设计变量、约束条件及评价指标
  3. 建立并验证基础 CAE 分析模型
  4. 建立参数化及自动化计算流程
  5. 开展 DOE 或设计空间探索
  6. 分析关键参数及响应规律
  7. 选择适当的优化方法开展计算
  8. 筛选候选优化方案
  9. 对优化结果进行 CAE 验证
  10. 综合工程约束确定推荐设计方案
  11. 提交优化结果及技术报告

具体优化流程可根据设计变量数量、计算成本、优化目标及项目要求进行调整。

交付内容

根据项目需求,通常可提供以下技术成果:

  • 参数化 CAE 分析模型
  • 自动化优化计算流程
  • DOE 试验设计结果
  • 参数灵敏度分析结果
  • 设计变量与性能响应关系
  • 单目标或多目标优化结果
  • Pareto 解集及设计方案对比结果
  • 优化前后性能对比
  • 优化方案 CAE 验证结果
  • CAE 优化分析报告
  • 必要的产品设计改进建议

具体交付内容根据项目范围及双方约定确定。

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