ANSYS optiSLang

Автоматизация работы

ANSYS optiSLang имеет интуитивно понятный графический интерфейс, позволяющий связать между собой различные инструменты автоматизированного проектирования. Это позволяет как автоматизировать процесс работы расчётчика, так и проводить анализ чувствительности и робастную оптимизацию.

ANSYS optiSLang поддерживает большинство программных инструментов для виртуального прототипирования. Некоторые инструменты полностью интегрированы, другие подключаются на основе передачи данных через текстовые файлы или при помощи пользовательской интеграции. Кривые, получаемые в результате расчета в программных продуктах ANSYS, Abaqus, Adams и других, можно извлекать при помощи набора инструментов Extraction Tool Kit (ETK).

Как только расчетная методика определена и отлажена, ее можно формализовать и транслировать. При этом можно, например, заменить геометрию и добавить или донастроить расчетные шаблоны.

Анализ пространства параметров конструкции

Интерактивные инструменты обработки результатов и визуализации в сочетании с мощными алгоритмами планирования эксперимента и статистического анализа позволяют анализировать конструкцию и связанные с ней данные. Понимание того, как целевые показатели изделия зависят от конструктивных и режимных параметров, является ключом к проектированию на основе имитационного моделирования, а также надежным основанием для инноваций и конкурентных преимуществ.

ANSYS optiSLang автоматически минимизирует количество варьируемых параметров и строит лучшую из возможных поверхностей отклика по каждому параметру при заданном количестве обращений к расчетной модели.

Модели пониженного порядка (ROM)

ANSYS optiSLang позволяет строить метамодели на основании результатов расчетов или экспериментов. По сути метамодель является суррогатом, который обучается выдавать выходные параметры на основании входных таким же образом, как расчетная модель или действующая система, но мгновенно. Расчет определенного варианта конструкции может длиться часы или дни, но при помощи модели пониженного порядка можно получить результат за доли секунды. Такие метамодели могут использоваться для оптимизации и робастного проектирования, либо экспортироваться в качестве моделей пониженного порядка для моделирования системного уровня.

Алгоритмы ANSYS optiSLang выполняют три важные задачи. Во-первых, они определяют подпространство значимых параметров, что может понизить размерность задачи и количество расчетных точек для ее понимания. Затем они создают метамодель оптимального прогнозирования (MOP). Наконец, optiSLang проверяет предсказательную способность метамодели, используя перекрестную проверку и другие методы. Точность предсказания является критически важной характеристикой любой модели пониженного порядка.

Автоматическая оптимизация конструкции

Базируясь на предыдущих расчетных шагах, optiSLang уже определил наиболее значимые параметры и может осуществить предварительную оптимизацию на основе метамодели для выявления глобальных оптимумов. Это дает пользователю подсказки (в виде дерева решений) по выбору оптимальных настроек для конкретной задачи.

Среди доступных алгоритмов – эволюционные и градиентные, а также Парето, адаптивная поверхность отклика и технология Global Response Surface (глобальная поверхность отклика). Все алгоритмы имеют надежные настройки по умолчанию.

Модели можно откалибровать под результаты эксперимента. Программа позволяет согласовывать скалярные параметры или сигналы и может выявлять наиболее подходящие для калибровки параметры.

Робастное проектирование и надежность

Понятные пошаговые шаблоны, основанные на лучших в своей области алгоритмах, позволяют оценивать надежность конструкции и проводить робастную оптимизацию.

Проверка робастности – это современная процедура оценки качества конструкции. Она начинается с оптимизированной выборки расчетных точек методом латинского гиперкуба и обеспечивает доказательство надежности при помощи передовых алгоритмов, позволяя также проверить ограничения и вероятности их нарушения.

Как и другие инструменты optiSLang, функционал робастной оптимизации также выявляет наиболее важные с точки зрения разброса значений параметры и выдает дерево решений для выбора наиболее подходящего алгоритма проверки робастности в каждом конкретном случае.

Удобный доступ через ANSYS Workbench

Для использования optiSLang в среде ANSYS Workbench достаточно перетащить мышью соответствующий расчетный шаблон в поле проекта. Далее нужно просто определить пространство варьируемых параметров и назначить целевые функции. После этого ANSYS optiSLang автоматически определяет метамодель оптимального прогнозирования. Дружелюбные пошаговые шаблоны позволяют выбрать подходящие методы оптимизации.

optiSLang позволяет задействовать технологии параллельных вычислений через службу ANSYS Remote Solve Manager и поддерживает лицензии ANSYS Parametric Pack для минимизации затрат лицензий при одновременном вычислении большого количества расчетных точек.

Технология ANSYS optiSLang в среде Workbench также позволяет работать с нерасчетными точками, которые могут появляться при недопустимых сочетаниях входных параметров, вызывающих сбои на различных этапах работы CAE-модели (геометрия, сетка, расчет и т.д.). При помощи опции продолжения аварийно завершившейся сессии можно восстановить прерванную расчетную точку, используя рассчитанные ранее данные. Все успешные расчетные варианты хранятся в базе данных optiSLang и могут использоваться независимо от таблицы расчетных точек Workbench. Более того, расчетные точки можно в любой момент добавлять и пересчитывать. Алгоритмы ANSYS optiSLang позволяют анализировать пространства параметров, в которых до 50% точек являются нерасчетными.