计算表面灵敏度
使用表面灵敏度模型，可以标识几何体的哪些区域对于相关成本函数最重要。灵敏度场可进一步用于计算要在形状优化时用来变形网格的位移。为了减少计算时间（与网格灵敏度相比），该模型将为选定伴随成本函数 Surface Sensitivity of [cost function] w.r.t Position([成本函数] 相对位置的表面灵敏度) 计算相对表面位置的近似灵敏度。
与网格灵敏度相比，表面灵敏度计算能更好地适应大型模拟。此外，表面灵敏度过滤选项还用于缓解噪声导数对表面的影响。如果希望在优化过程中直接操控表面，或要运行待修改区域的初始评估，则结合过滤使用表面灵敏度是更好的选择。
表面灵敏度使用在伴随模式下运行的弹簧模拟变形方法进行计算。表面灵敏度可用作网格变形伴随和网格灵敏度的轻量级替代，并且运行速度更快。您可以将每个边界上的表面灵敏度设置视为与网格变形设置类似。Simcenter STAR-CCM+ 中有两个可用的表面灵敏度设置。
要使用边界上的表面灵敏度来运行形状优化模拟，按照使用表面灵敏度进行形状优化中的步骤执行操作。
在计算表面灵敏度之前，必须具备以下条件：- 收敛的原始流求解
- 与所定义成本函数相关的收敛伴随求解
- 右键单击节点，并从可选模型组合框中选择表面灵敏度。
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要指定表面灵敏度边界设置，选择节点，然后将选项设为以下选项之一：
- 激活 - 相当于网格变形中的指定边界条件。激活后，活动表面灵敏度节点将添加到。默认情况下，此选项已激活。
- 被动 - 相当于网格变形中的浮动边界条件。与内部网格单元类似，被动边界表面根据主动表面的预先指定的位移浮动。
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要指定 CAD 的参数灵敏度是否包括活动表面，选择节点，然后将选项设为以下值之一：
- 位移 - 表面灵敏度贡献包括在计算参数灵敏度计算中，用于求得 CAD 灵敏度。此选项是默认选项。
- 固定 - 从计算参数灵敏度计算中排除表面灵敏度贡献以求得 CAD 灵敏度。
在计算的表面灵敏度中，由于受问题的离散性质、网格质量和数值误差的综合影响，会出现噪声和尖锐变化。在形状优化中应用表面灵敏度之前，建议使用表面灵敏度过滤选项来平滑这些值。该过滤器可确保表面灵敏度场在小于指定过滤器半径的长度尺度上不包含任何尖锐变化。过滤器允许限制优化期间引入的几何特征的大小。对于计算表面灵敏度的每个面，过滤会导致 Simcenter STAR-CCM+ 在面形心周围定义一个虚拟球体，其半径由全局过滤器半径定义。Simcenter STAR-CCM+ 将根据在球体内找到的面计算所有灵敏度值的逆加权平均值。
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要激活表面灵敏度过滤：
对于每个主动边界，可以通过定义局部过滤器半径来替代全局过滤器半径。
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根据需要对边界定义局部过滤器半径：
为了严格固定表面（类似于网格变形中的固定边界条件），可以选择排除表面过滤选项。此选项严格在这些表面上强制应用零表面灵敏度值。表面灵敏度在相邻的固定曲面和可变形曲面之间混合，同时保证固定表面上的所有面都具有零表面灵敏度。
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将表面设为零表面灵敏度：
- 选择节点，然后将过滤器选项设为排除表面。
- 对于固定的壁面边界，如果变形指定设为固定，则过滤器选项也应设为排除表面。
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要在表面灵敏度计算中切换交界面的主动和被动行为，选择节点，然后将选项设为以下选项之一：
- 主动 - 表面灵敏度求解器计算在交界面的两个边界上出现的一组值。
- 被动 - 表面灵敏度的行为如同域未由交界面隔开。由被动交界面连接的两个区域的表面灵敏度应与在没有交界面的单个区域上计算的求解相匹配。由于表面灵敏度求解器的公式，结果并不相同，但非常接近。对于被动交界面，表面灵敏度不会显示在交界面边界上。
- 要计算所有活动成本函数的表面灵敏度，右键单击节点并选择计算表面灵敏度。
- 要执行特定成本函数的表面灵敏度，右键单击 节点并选择计算表面灵敏度。
- 要可视化表面灵敏度场，请参见可视化表面灵敏度。
有关详细信息，请参见伴随理论：表面灵敏度。