研究类型
Design Manager提供多种类型的设计研究,可以通过它们探索产品的设计空间。
虽然 CAD 稳健性研究和性能评估研究不需要特定许可,但是设计优化研究仅适用于 Simcenter STAR-CCM+ 智能设计探索许可。
CAD 可靠性分析
通过 CAD 稳健性研究,可以检查根据几何输入参数创建的 CAD 几何是否有效。无效的几何可能会导致接下来的研究中出现网格化问题。在运行性能评估或优化研究之前,可以运行 CAD 稳健性研究来检查设计空间中各设计的几何有效性。
可以使用以下某种采样方法提供输入参数值:
- 手动
- 扫掠
- 拉丁超立方
有关如何定义输入参数值的详细信息,请参见手动、扫掠或拉丁超立方采样 DOE 研究。
CAD 稳健性研究会更改参数值并更新 CAD 几何,但不通过网格生成流程推送修改后的几何并运行模拟。如果对输入参数的更改导致 CAD 几何失效,Design Manager会将设计状态设为失败。
通常,在运行性能评估或优化研究之前执行 CAD 稳健性研究,以检查 CAD 几何是否成功更新给定范围的参数。如果 CAD 稳健性研究的失败率较高,则相应地调整参数范围,尝试简化几何或重新参数化几何。
性能评估
手动 - 在手动研究中,使用表格化数据定义一组设计,其中每个设计都是输入参数值的特定组合。在开始分析之前,提供一组设计。
扫掠 - 在扫掠模式下,在开始分析之前提供输入参数的值。对于每个输入参数,可以提供常数值或离散值列表。还可以结合指定的增量或分辨率定义参数的下限和上限。然后,Design Manager创建通过所有参数值组合的全因子设计扫掠。
智能扫掠 - 智能扫掠研究是高级扫掠研究,可在其中按指定的操作条件创建设计运行。在每次扫掠时,两个设计之间的步骤通过步进参数进行控制,该参数是智能扫掠研究的输入参数之一。每个单独扫掠的结束通过停止准则确定。
智能扫掠的一个示例应用是生成压缩机的性能图。智能扫掠根据提供的准则智能查找性能图的边界。
在每个扫掠开始时提供输入参数的初始值。通过“设计研究 - 设计表”,可以定义输入参数的多个值/组合。当所有已定义的扫掠都运行时,智能扫掠停止。有关更多详细信息,请参考:设置智能扫掠研究。
设计优化(Simcenter STAR-CCM+ 只能设计探索)
优化 - 在优化研究中,可以定义分析必须尽量满足的一个或多个目标。除了目标之外,还可采用与扫掠研究相同的方式定义输入参数。在分析期间,搜索算法选择设计的参数值,以便最好地满足分析目标。
DOE - DOE(实验设计)研究用于检查敏感输入参数如何影响给定设计,无论是在最佳设计周围局部还是在设计空间的较大区域内。
在 DOE 研究中,DOE 类型和参数类型这两个设置将指定最终输入参数值。DOE 类型确定采样方法 - 如何从设计空间中选择设计点。
可用的 DOE 类型选项如下所示:
- 2 级全因子
- 3 级全因子
- 拉丁超立方体采样
有关更多详细信息,请参见 DOE 类型参考和{56}{57}{58}。
自适应采样- 自适应采样研究在研究目标的引导下智能地描绘设计空间的特征。自适应采样使用所选的自适应策略,为指定的计算数量提供尽可能好的采样。结果是一组高效构造的设计,可用于创建替代模型和训练其他类型的元模型。此迭代算法是在要运行的设计数范围内查找设计点的高效方法。
自适应采样研究可用于指定用于初始采样的设计种子。另请参见使用预定义设计设定研究种子和自适应采样参考。
如果未提供设计种子,自适应采样研究将使用最优拉丁超立方法来生成初始采样点。
与 DOE 研究相比,自适应采样策略可以更快地找到相关设计空间的精确描述。在生成替代模型的情况下,自适应采样算法会自动指定最适合的替代模型属性。可以将自适应采样研究类型应用于:
- 创建能精确地全局描述设计空间的替代模型。
- 创建能精确地局部描述特定区域(例如响应最大的区域)的替代模型。
- 查找特定区域中的更多设计,例如响应发生急剧变化的区域。
稳健性和可靠性- 稳健性和可靠性研究有助于评估设计的稳健性和可靠性,即输入参数值的微小变化如何影响输出。
| 注 | 当为了稳健性和可靠性研究而运行设计但又不清除研究时,会根据之前已执行的设计继续为附加的设计编号。例如,运行设计的数量从 100 增加到 200,则第二个设计运行会从编号 101 开始,到编号 300 结束。要避免这种情况,推荐在更改运行设计属性时使用右键单击操作清除研究。 |
- 优化研究对各种输入参数和参数值范围内的设计进行评估。此研究提供最佳设计。
- DOE 研究评估关于最佳设计的一小部分参数值范围内的输入参数。这种方法提供了对设计性能具有最大影响的参数。
- 稳健性和可靠性研究使用 DOE 研究中标识的敏感参数来确定最佳设计的稳健性。



