Ansys Simulation World Ansys SimulationWorld

ANSYS Optimetrics

Дополнительный модуль оптимизации.

ANSYS Optimetrics - это дополнительный программный модуль, который расширяет возможности лучших программных продуктов численного электромагнитного моделирования: ANSYS HFSS, ANSYS Q3D Extractor и ANSYS Maxwell, а также таблично-ориентированного аналитического модуля ANSYS RMxprt для решения задач электрических машин. Модуль Optimetrics встроен в вышеперечисленные программы и добавляет к проекту параметрический, оптимизационный, статистический анализ, а также анализ чувствительности.

ANSYS Optimetrics значительно упрощает и автоматизирует процесс разработки и оптимизации схем высокочастотной электроники: СВЧ и радиочастотных устройств, печатных плат, пассивных чип-компонентов, корпусов интегральных микросхем и электромеханических компонентов, быстро находя оптимальные значения параметров конструкции, которые соответствуют допустимому диапазону перебора и целевым функциям.

Используя надежные алгоритмы оптимизации конструкции, разработчики могут выявлять проблемы в начале процесса проектирования, когда устранить их значительно проще.

Продукты для численного электромагнитного моделирования ANSYS HFSS, ANSYS Q3D Extractor и ANSYS Maxwell, а также модуль ANSYS RMxprt позволяют вводить в расчётные модели параметры, описывающие геометрические размеры, свойства материалов, возбуждение и граничные условия. ANSYS Optimetrics работает с перебором этих параметров, изменяя расчётную модель в рамках допустимых значений параметров и стремится к достижению требуемых целевых функций или других заданных величин: скалярные, векторные, интегральные и т.д.

Используя результаты предварительно проведенного параметрического численного моделирования, ANSYS Optimetrics позволяет инженерам понять характеристики устройства в пространстве проектных параметров и быстро получить наиболее удачный вариант разрабатываемого устройства, наименее чувствительного к производственным допускам.

Таким образом, использовании этого дополнительного приложения совместно с ANSYS HFSS, ANSYS Maxwell, ANSYS RMxprt и ANSYS Q3D Extractor предоставляет весьма удобную, автоматизированную, надежную платформу проектирования, позволяющую инженеру лучше понять пространство проектных параметров и сделать обоснованный выбор параметров конструкции.

Параметрический анализ позволяет моделировать множество вариантов, используя только одну начальную модель. Пользователь определяет ряд значений переменных в диапазоне или указывает переменную развертки, и программное обеспечение создаёт задание на решение для каждой комбинации параметров. Вы можете сравнить результаты, чтобы определить влияние изменяемых параметров на производительность модели.

Параметрический анализ часто используется в начале процесса оптимизации, потому как он позволяет определить разумный диапазон значений переменных.

Зазор в магнитной системе задан параметрически.

  • Пользователь задаёт диапазон и шаг изменения параметров
  • Полностью автоматический анализ при изменении параметров
  • Распределенный анализ DSO (Distribution Solve Options)
    • Автоматическое распределение множества расчётных вариантов на доступных аппаратных платформах
    • Сборка данных на головном узле и формирования параметрических таблиц

Оптимизация в ANSYS Electromagnetics даёт возможность нахождения оптимальных выходных параметров виртуальной модели посредством автоматической работы с введёнными параметрами. Оптимизация – это процесс поиска минимального значения целевой функции.

Процесс оптимизации формы постоянного магнита электрической машины.

  • Пользователь определяет целевые функции и критерии оптимизации для методов:
    • Квазиньютоновский метод
    • Метод логического нелинейного программирования (SNLP)
    • Метод целочисленного логического нелинейного программирования
    • Метод прямого поиска
    • Генетический алгоритм
    • Подключение оптимизаторов MATLAB
  • Целевые функции могут базироваться на любых расчётных величинах
  • Используется автоматический алгоритм варьирования параметров для достижения оптимального значения целевой функции
  • Целевые функции могут быть минимизированы, максимизированы или найдено выходное значение, указанное в явном виде

При анализе чувствительности, ANSYS Optimetrics исследует окрестности расчетной точки для определения чувствительности конструкции к малым изменениям переменных. Переменные и их атрибуты определяют условную точку, вокруг которой выполняется анализ чувствительности.

Когда Optimetrics выполняет анализ чувствительности, его целью является вычисление полинома регрессии второго порядка для всех выходных параметров модели. Изначально алгоритм определяет соответствующий интервал для каждой переменной. Интервалы дополнительно разбиваются в соответствии с доступным числом итераций и переменных.

По завершению всех вычислений создаются полиномы второго порядка для для всех выходных параметров и Optimetrics выводит следующие отчёты:

  • Значения регрессии для каждой переменной
  • Первая производная от регрессии
  • Вторая производная от регрессии

Анализ чувствительности подъемной силы магнитов по отношению к геометрическим переменным: графический вывод вычисленных точек и регрессионного полинома

  • Варьирование параметров конструкции для определения чувствительности:
    • к допускам при изготовлении;
    • к отклонению свойств материалов

Статистический анализ позволяет исследовать эффекты от случайного сочетания значений выбранных переменных на отдельные глобальные или локальные результаты расчёта.

Влияние случайных комбинаций параметров на искомую величину.

Контролируемая пользователем панель с отображением параметров и результатов в реальном масштабе времени.

Настройка переменных проекта полезна, если вы хотите вручную изменить их значения, например, визуально контролируя изменение геометрической модели, и выполнить анализ модели. Также, это полезно после выполнения оптимизационного анализа, в котором ANSYS Optimetrics определил оптимальные значения переменных, и вы хотите их точно настроить.

Работа с параметрами в модуле настройка.

Хотите всегда быть в курсе последних новостей и событий?
Подпишитесь на рассылку