Design-Optimierung
Optimierung technischer Systeme lässt sich auf eine allgemeine mathematische Optimierungsaufgabe reduzieren. Gesucht werden die Entwurfsparameter, damit ihre Zielfunktion minimiert wird. Die Suchstrategie für die Entwurfsparameter wird vom Optimierungsverfahren bestimmt. Dabei werden die Entwurfsparameter solange variiert, bis die Zielfunktion den minimalen Wert annimmt.
Design-Optimierung von CAD/CAE-Modellparametern trifft häufig auf verschiedene, multidisziplinäre und sich widersprechende Ziele wie die Steigerung der Geschwindigkeit und Genauigkeit, Minimierung von Temperatur, Lärm, Schwingungen, Energieverlust usw. Das führt zu Bestleistungen und Minimierung der Herstellungskosten. Ingenieure stehen vor der schwierigen Herausforderung, das beste Gesamtkonzept mit einem richtigen Kompromiss und unter Berücksichtigung der kritischen Aspekte wie Sicherheit optimal auszusuchen. Der Entwurfsprozess eines Produktes erfordert häufig unterschiedliche Disziplinen, da man es unter verschiedenen realen Bedingungen überprüfen muss, um alle Anforderungen und Spezifikationen zu erfüllen. Das multidisziplinäre Analyse- und Optimierungswerkzeug OptiY integriert alle relevanten CAD/CAE-Disziplinen gleichzeitig wie Statik, Wärme, Dynamik, Fluiddynamik usw. mittels der verfügbaren Schnittstellen zu externen CAD/ CAE-Software für ein System-Design.
CAD/CAE-Design-Workflow
Nach der Erstellung aller erforderlichen CAD/CAE-Modelle für verschiedene Produktmodule kann man in OptiY ein Design-Workflow aufbauen. Der Entwurfsprozess beginnt mit der Definition von Entwurfsparametern und deren Wertbereiche. Kriterien und Restriktionen, die mit der Verbesserung der Produkteigenschaften korrelieren, gehören zu den Optimierungszielen. Danach wird OptiY die beste Optimierungsstrategie ausgewählt und gestartet, um die besten Parameter für diese Produktspezifikationen automatisch zu finden. Die Ergebnisse lassen sich einfach im CAD-System übertragen.
Parameter-Identifikation
Parameteridentifikation ist ein Prozess des Konstruierens einer Kurve oder eines mathematischen Modells, das die Datenpunkte am besten anpasst. Nach der Erstellung von CAD/CAE-Modellen, die ausreichend alle physikalischen Effekte und deren Wechselwirkungen berücksichtigen, müssen einige Modellparameter validiert werden, um die Simulation an die Messdaten in Übereinstimmung zu bringen. Es führt zu einem Optimierungsproblem, das die Differenz zwischen Simulations-und Messkurven minimiert. In OptiY stehen effiziente Optimierungsstrategien zur Verfügung, die auf 1D-Meta-Modellierungstechnologie basiert. Die Kurvenanpassung kann extrem schnell durchgeführt werden. So kann man auch rechenintensive dynamische Simulation in der verfügbaren Zeit optimieren.
vor der Optimierung nach der Optimierung
Fallstudien
- Numerische Optimierung der Verteilung von Dämpfungsbelägen
- Multidisziplinäre Analyse und Optimierung eines elektromagnetischen Ventilantriebs mit Hilfe gekoppelter FE- und Netzwerksimulationen
- Energy saving measures on pneumatic drive systems
- Equivalent Air Spring Suspension Model for Quarter-Passive Model of Passenger Vehicles
- Design Optimization of Single Axis Thrust Magnetic Bearing Actuator
- Design Optimization of a Braille Printer
