SmartDO 结合 ANSYS 进行涡轮叶片流固耦合优化设计

S-Y.Chen

SmartDO 结合 ANSYS 进行涡轮叶片流固耦合优化设计
在本次eNews ，我们将介绍如何使用 SmartDO 整合 ANSYS 进行涡轮叶片流固耦合优化设计。客户在崴昊科技 技术团队的帮助下，成功使用 DesignModeler 建立参数化模型、使用 CFX 与 Mechanical 建立流体力学与结构分析；再藉由 SmartDO 与 ANSYS Workbench 之间的整合，将原本设计的叶片提升 14 % 的流量，并同时减少叶片在流体与机械运转作用下的最大应力值。此结果证明SmartDO的求解器确实可比传统求解器与方法得到更佳的结果。

详细内容,请看

http://www.smartdo.co/Newsletter/eNews_20140219_01_c.htm

whatinrain

陈博士，多谢分享文章。
我比较感谢兴趣的是，SmartDO是怎么和workbench连接的？后台是怎么传递数据的？数据传递是双向的还是单向的？
还有一个问题是，workbench自己有DesignExplorer可以进行参数学习和优化，SmartDO与之比较有什么优势？

S-Y.Chen

SmartDO是透过Workbench的Parameters Set/Table作联结的，这联结是双向的。也就是SmartDO可以读取WB中的任何parameters作为objective/constraints,也可以对WB的parameters写入任何design variables的值以改变模型。具体的界面操作及形式，可以参考底下这两篇。
http://www.smartdo.co/Newsletter/eNews_20130226_01_c.htm
http://www.smartdo.co/Newsletter/eNews_20120919_01_c.htm

至于后台的运作方式，我们是透过ANSYS WB的ACT来呼叫及联结。这其间承蒙ANSYS美国原厂的大力支持才有办法完成。

DX跟SmartDO在运算方法上基本上是不同的。DX是用response surface approximation (RSA)。这是所谓的”非直接搜寻法”(indirect search)。SmartDO是直接搜寻法(direct search)。RSA一般是比较着重在对设计空间的sensitivity study及趋势探讨，它所得到的optimum是基于对设计fit出来的假设函数，并非直接得到optimum，所以才会被称为”indirect search”。SmartDO是使用global direct search的方法。实用上最大的差异之一，是一般RSA参数超过5~10个计算量就会相当惊人。此外，当constraint很多或非线度稍高时，RSA预测会开始失准。SmartDO则比较不会有这个问题。底下这个连结是一个136DV及132 constraints的实务设计问题，这对一般RSA方法是不可能求解的。ANSYS美国原厂的某资深产品经理(包括DX及ICEM CFD)对于我们这篇在LinkedIn的英文贴文，也曾说过” And yes, 136 design variables is pretty impressive for a parametric analysis”
http://www.smartdo.co/Newsletter/eNews_20131106_01_c.htm

此外SmartDO由于是global optimization，可以求解更为复杂困难(如multi-physics)的问题。本篇所贴的turbofan问题就是公认相当困难的问题，我相信即使在美国要同时进行CFD/structure的优化而且得到这么大幅的改进，也是非常少见的。

我听说DX在新版也开始有direct solver，但是他还是local optimization.目前全球可以用维分梯度法(gradient-based)作global optimization的商业软件应该只有SmartDO(我目前所知)。

SmartDO可以成为ANSYS官方正式的partner是有其道理的。犹其在ANSYS本身有自己的DX之下还能全力支持我们完成联结及整合，当然是因为SmartDO在技术上有特别的地方。

底下这个联结有对于SmartDO求解器的特色稍作解释，可以参考
http://www.smartdo.co/Software/index_c.htm