拓扑优化软件TOSCA最新功能介绍--申请加精

superjiao

拓扑优化软件TOSCA最新功能介绍--申请加精

[ 本帖最后由 superjiao 于 2007-10-18 13:43 编辑 ]

superjiao

继续发

yangjungang2004

os和tosca都在用 tosca做的很有特色 、很系统 不过算法比不过os

superjiao

算法方面,TOSCA是最全的,看来你根本不了解TOSCA就乱做定义,OS的算法很少,而TOSCA不但有OC.MMA.还能处理大模型和非线性问题的拓扑优化!!!

yxianzhong

能做系统级的优化，才算强大！
只对零件进行优化的软件，应该不算太强！
不知道TOSCA如何？能仔细介绍一下吗？

http://grace-zhang.life-sky.cn/

yangjungang2004

原帖由 superjiao 于 2007-10-16 17:05 发表
算法方面,TOSCA是最全的,看来你根本不了解TOSCA就乱做定义,OS的算法很少,而TOSCA不但有OC.MMA.还能处理大模型和非线性问题的拓扑优化!!!

tosca帮助文档里说提供oc和数学规划：Controler based algorithm和Mathematical programming (optimality criteria algorithm)，虽然tosca用了一年多了，不过对tosca优化算法的细节也不清楚，老兄说提供mma算法是从哪里看到的？
数学规划也分为好多种：conlin、sqp、mdqa等等，说tosca最全就不合适吧。

[ 本帖最后由 yangjungang2004 于 2007-10-16 22:24 编辑 ]

superjiao

帮助文档里明确的说明其算法是MMA算法,我们是专门做这个的难道还不比你清楚吗?如果没发现说明你根本没看帮助文档,或者就是没仔细看,不要武断的说某个软件不好,要讲究客观情况,毕竟大家都是学马克思哲学的出身的啊.

帮助上的文档:5.12.3.4 Updating the densities using method of moving asymptotes (MMA)
The relative densities of the structure are redesigned using the Method of
Moving asymptotes (MMA), see Svanberg (1987). Normally, the method for
updating the relative densities suggested in Svanberg (1987) is stable. However,
if just a small change in the relative densities lead to a large change in
the responses, it is suggested to use a more conservative (also requires
more optimization iterations) update of the design variables. The update
strategy can be changed using the command DENSITY_UPDATE. The
default setting for DENSITY_UPDATE is NORMAL. Setting
DENSITY_UPDATE to CONSERVATIVE a more conservative update of the
design variables is enforced.
OPT_PARAM
ID_NAME = opt_params
OPTIMIZE = id_of_optimize
DENSITY_UPDATE= CONSERVATIVE
END_

superjiao

我声明:说TOSCA最全,只是相对于其他商业软件而言要丰富的多,不是把所有的优化算法全部包括进来,请正确理解我的意思/
TOSCA的算法有:OC,MMA,数学规划等
其中MMA算法里面有SIMP,RAMP两种差值类型/

superjiao

当然现在还可以进行CFD方面的优化,还有其他方面的功能就不一一列举了

yangjungang2004

感谢LZ 虚心受教 是我太武断了
看了下我的版本太老了 还是tosca5.0 帮助文档就没有5.12这一节
也许是新版本里有提到吧 看来新版改变很大 我用5.0时确实觉得算法很一般 因为很多算例算得很糟糕（相对其他软件）

[ 本帖最后由 yangjungang2004 于 2007-10-17 00:31 编辑 ]

yangjungang2004

顺便问一下lz是专门做什么的？我做优化并不以tosca和os为主

lk_dragon

在拓扑优化的理论方面
OS：均匀化法和变密度法
TOSCA：变密度法
模型插值方面
TOSCA：SIMP+RAMP
拓扑优化算法方面
OS:OC+CONLIN（不太确定）
TOSCA：OC+MMA+CONTROLLER
controller算法我不太明白，从单元删除策略和优化求解的类型来看，类似于ESO法，但优化迭代缺省为15步，这比一般的ESO法迭代速度要快。
TOSCA5.0缺省算法为controller，这种算法在线弹性结构拓扑优化的稳健性不如OC或MMA，所以楼上的说得到的结果不理想。
后处理方面
OS：等密度云图方式
TOSCA：平滑方式
从结果的漂亮性看，TOSCA要强于OS。

分析问题的类型
OS：可解决应力约束问题，个人推测可能类似于满应力法，但在理论上更欣赏全局应力的概念用于拓扑优化
         好像可以解决屈曲拓扑优化问题（不太确定），这是目前其它优化软件所没有的。
TOSCA：新版本同OS均可解决谐响应问题，但限于节点位移、速度、加速度振幅，也就是说，约束条件为局部区域响应量。还没有提出动态柔顺度的响应量
          可以解决CFD拓扑优化问题（不太确定，看介绍而以）。

[ 本帖最后由 lk_dragon 于 2007-10-18 09:28 编辑 ]

superjiao

12楼的说的比较全面了,看来也是用过TOSCA的弟兄了.我是做CAE的,主要是结构方面的,用的主要是MSC的产品.

lk_dragon

软件设计方面
OS：在自己的平台下进行结构分析，提取分析结果进行优化。
TOSCA：借助其它有限元软件进行优化，这一点较为适合工程习惯。
软件操作方面
OS：需要了解Hypermesh
TOSCA：操作简单，尤其使用wizard。
软件计算速度方面
OS：较快
TOSCA：由于采用分析软件，数据需要在两个软件之间交换。

lk_dragon

原帖由 yxianzhong 于 2007-10-16 21:39 发表
能做系统级的优化，才算强大！
只对零件进行优化的软件，应该不算太强！
不知道TOSCA如何？能仔细介绍一下吗？

http://grace-zhang.life-sky.cn/

请问系统级的优化是什么意思？

shen2mzy

弱弱的问一下，CFD是什么？

kiang

受较了
谢谢

lk_dragon

原帖由 shen2mzy 于 2007-10-17 13:09 发表
弱弱的问一下，CFD是什么？

计算流体动力学！

silient

楼主发的介绍也要申请加精？楼主是卖这个软件的吧，怎么也得发点教程什么的。

zkong

每个软件都有自己的特点, TOSCA的优点上面介绍了很多了，个人认为有几个弱点TOSCA是难以克服的:

1. 就我所知TOSCA主要基于准则法做优化，而准则法无法保证得到最优解。比如满应力法是最为广泛应用的准则法之一，但是它在非静定结构中，很可能得不到最优解；OS的优化是基于数学规划法的，对于最优解有更好的数学保证。 也就是说，对于OS和TOSCA都能算的问题，可能OS得到比TOSCA更优的结果。

2. 基于规划法的算法对于多响应的问题比较困难(比如最大化频率，同时满足刚度、应力等约束)。 因为单一的响应是可以建立起一些比较合理准则的， 比如刚度问题，一般认为应变能在结构中均匀分布是比较好的结构(类似于满应力的思想)，有这样一个准则，就可以进行一些优化(比如应变能大的材料密度变大，否则变小)，。 但是，一个模型想最大化第三阶频率，满足刚度大于#, 某处应力小于#, ...  这样的一个最优化所有响应的准则是没有办法给出来的。  但是，基于数学规划法的算法(OS)可以把所有的响应同时考虑进来(作为目标函数或约束),  尽量保证在满足所有约束的情况下得到最优的结果。 从这个角度说，准则法有它的先天不足。 但是，我们必须承认对于特定的问题，准则法可能是很高效的。 比如非线性结构的刚度优化，基于准则法的拓扑优化效率很高(不需要进行非线性的敏度分析)，而且结果往往不错。

3.  楼上提到TOSCA也有基于MMA之类的数学规划法的优化。 这我倒是第一次听说。 如果我的理解不错， TOSCA在这里又会面临一个短处。 大家知道，类似于MMA,SQP之类的数学规划法是基于导数的优化算法，也就是说需要优化响应对设计变量的导数。 既然TOSCA本身没有求解器，它估计只能依靠差分法来求解灵敏度(除非用响应面之类的算法，但是响应面对设计变量多的问题效率不高)。那么任意一个响应Ri 对任意一个设计变量xj的导数 dRi / dXj 的计算，都需要额外做一次扰动的有限元分析得到Ri(Xj+dXj)。 这样如果设计变量个数很多的话， 计算量会很大， 而且只能通过外存交换数据(读其他有限元软件的结果文件)， 大量的IO操作会影响计算的效率。 但是，象OS这样的软件，因为本身就是有限元求解器，包括刚度阵等很多信息都可以在内部得到，导数也可以直接通过方程求得(比如半解析法)，数据交换也都在内存进行。 所以， 如果比较TOSCA和OS的数学规划法， 在敏度求解方面TOSCA的效率肯定远低于OS的。

我的推测和分析也许有不正确的地方，欢迎大家批评指正。