几何灵敏度

几何灵敏度网格生成器可用于计算和可视化 3D-CAD 模型或 CAD 客户端模型对特定形状参数调整的灵敏度。网格生成器将偏置应用于指定参数，并使用有限差分逼近来计算表面对其上每个面的参数更改的灵敏度。

在基于梯度的优化研究（请参见设置基于梯度（灵敏度）的优化研究）中，Simcenter STAR-CCM+ 将几何灵敏度与伴随灵敏度相结合，以优化一组几何参数。优化的目标是特定的工程目标，例如最小化或最大化相关物理量。灵敏度为优化算法提供风向标，有助于减少研究达到最佳设计所需的评估数量。
  1. 确定要优化的几何特征，然后在自动化 > 参数节点下创建相应的全局参数。
    注几何灵敏度网格生成器需要全局参数。
在 3D-CAD 中，可以通过表达式直接在几何特征的定义中使用这些全局参数。或者，可以将全局参数链接到现有设计参数。对于从 Simcenter STAR-CCM+ CAD 客户端导入的 CAD 模型，可以将全局参数链接到导入的 CAD 参数。
  1. 要将从 CAD 客户端导入的参数（CAD 参数）或从 3D-CAD 获取的参数（设计参数）链接到全局参数：
    1. 将 CAD 参数或设计参数的值复制到全局参数的值。
    2. 使用表达式，将 CAD 参数或设计参数的值设为全局参数的名称。


    定义全局参数时，确保指定正确的单位。几何灵敏度网格生成器使用指定单位来定义参数调整的步长。
  2. 创建新的自动网格操作。
  3. 右键单击操作 > 自动网格节点，然后选取选择网格生成器。
  4. 在选择对象对话框内，选择表面重构。然后，从可选表面网格生成器中选择几何灵敏度。
  5. 选择默认控制 > 几何灵敏度节点，然后设置以下属性：
    • 参数
    • 相对步长
    • 最小步长


    相对步长是一个非量纲参数，它不同于最小步长，最小步长是一个绝对值。每个参数的步长是独立计算的，并考虑特定参数中定义的单位。执行时，网格生成器将偏置应用于几何参数。应用的偏置等于相对步长或最小步长产生的最大偏置。例如，如果最小步长大于相对步长，则由最小步长定义偏置。

    要获得精确的几何体灵敏度分析，设置属性以确保在重构表面上原始单元大小的 2% 到 25% 之间扰动几何体。优化属性时，请记住参数大小的更改不是移动几何体的距离。优化这些属性可防止每个步长的结果越来越不准确，并降低离散化或网格化错误的可能性。总体步长取决于几何体和参数定义。有关更多信息，请参见几何灵敏度属性。

    运行网格生成器之前，可以检查为每个参数计算的步长是否合适。要预览步长和偏置：

  6. 右键单击网格生成器 > 几何灵敏度节点，然后选择打印步长。
    网格生成器使用正偏置和负偏置来确定几何体的灵敏度。

  7. 右键单击操作 > 自动网格节点，然后选择执行表面网格生成器。
    执行时，几何灵敏度网格生成器将计算的正偏置和负偏置应用于指定参数，然后使用有限差分逼近来计算几何灵敏度。
可以在标量或矢量场景中可视化计算的灵敏度场。为此，Simcenter STAR-CCM+ 为每个参数创建单独的灵敏度场函数。要可视化给定参数的灵敏度：
  1. 创建标量场景或矢量场景。
  2. 在场景中，将标量场或矢量场设为位置灵敏度 w.r.t [参数]。
  3. 在显示器中，将表示设为[自动网格].网格重构