设计管理器
可通过Design Manager在 Simcenter STAR-CCM+ 中自动运行设计探索研究。设计探索涵盖了性能评估和优化。
大多数工程产品的开发和改进均基于对影响产品性能的参数的系统分析。产品性能可能与其主要操作特性关联并涉及可测量的物理量,例如重量、尺寸或阻力。确定关键参数并调整其值以提高产品性能的过程通常需要大量的设计迭代。
此类探索的每次迭代会在某种程度上使产品变好或变差。但是,每一设计都会提供有价值的信息,告知用户如何在无穷多种可能设计中朝着某些最终目的探索。以下是激励此类设计空间探索的一些问题示例:
- 如何通过改变后视镜的位置减小汽车阻力?
- 弯曲半径对整个管上的压降有什么影响?
- 如何在减小电子设备中的散热片重量的同时提高冷却率?
设计探索过程有两个主要类别:性能评估和设计优化。
性能评估研究按照一组预定义的条件运行产品,以了解关键参数对产品性能的影响。在设计优化研究中,由优化算法自动确定输入条件,以针对特定目的改善产品。由于这两个类别提供的信息类型不同,因此通常需要结合使用二者才能使设计探索过程高效且具有建设性。
在 Simcenter STAR-CCM+ 中,可通过Design Manager自动完成产品的设计探索过程。对于性能评估以及设计优化研究,Design Manager可控制 Simcenter STAR-CCM+ 中相应模拟的执行。
下图概述了 Simcenter STAR-CCM+ 中的设计探索过程:
在 Simcenter STAR-CCM+ 的每个设计探索过程中,首先都需要配置模拟文件以提供必要的输入和输出。在此参考模拟中,需要定义以下内容:
- 允许Design Manager修改的设计和全局参数。
- 提取模拟结果并定义工程目标和约束的报告。
- 用于设计分析的场景与绘图。
在Design Manager中,可读取这些模拟对象并使其可用于设计研究。目前,可使用以下类型的设计研究:
- 用于性能评估:手动分析、参数扫掠
- 用于设计优化:单目标优化、多目标优化(帕累托)、DOE(试验设计)、随机分析
Design Manager支持在同一Design Manager项目中存在多个设计研究,无论研究类型为何。Design Manager还支持使用之前研究的设计作为设计研究的种子。这样,通过Design Manager可完全自动按顺序运行设计研究,其中一个研究的结果决定了下一研究的设计空间。
Design Manager提供了各种设置来控制设计研究的运行和要使用的计算资源。设计研究可按顺序或并行(以串行或并行方式)在本地机器上或高性能集群上运行其设计。对于集群运行,Design Manager提供一个预分配模式,该模式保留了队列中研究所需的资源。然后,Design Manager会控制保留资源内设计的提交。
运行特定的设计时,Design Manager会在批处理模式下启动 Simcenter STAR-CCM+ 并修改相关的模拟设置。在运行期间,Design Manager会检查正在运行的设计的状态,并在设计完成时记录输出。
运行完成后,可通过各种后处理功能来分析设计研究的结果:
- 以表格形式列出设计及其详细信息的输出表。可用于过滤设计的智能查询功能。
- 用于直观并排比较不同设计的快照。
- 可视化跨多个设计的结果的绘图,例如设计历史绘图。
从 Optimate(+) 迁移到Design Manager
Simcenter STAR-CCM+ v13.04 是支持加载项 Optimate 和 Optimate+ 的最后版本。自 v13.06 起,这些加载项将停用。
要在 v13.06 和未来的 Simcenter STAR-CCM+ 版本中自动执行设计探索研究,必须从 Optimate(+) 迁移到Design Manager。Design Manager不支持加载 Optimate(+) .optm文件,但 Simcenter STAR-CCM+ v13.04 可用于加载并查看 Optimate(+) 中的这些文件,且无需任何许可证。稍后,可以手动将参数从现有的 Optimate(+) 研究传输到新的Design Manager研究。
如果将来需要查看 .optm文件,建议保存 Simcenter STAR-CCM+ v13.04 的安装。或者,可以在 HEEDS post 中加载 .optm 文件。