优化模块
使用优化模块优化工程设计
改善您的comsol多物理模型188金宝搏优惠
优化模块是一个附加软件包,您可以与任何现有的COMSOL多物理产品一起使用。188金宝搏优惠一旦创建了产品或过程的Comsol多物理模型,您188金宝搏优惠就会始终想改进设计。这涉及四个步骤。首先,您定义了目标函数 - 描述您系统的功绩。其次,您定义了一组设计变量 - 要更改的模型的输入。第三,您定义了一组约束,设计变量的界限或需要满足的操作条件。最后,您使用优化模块通过更改设计变量来改进设计,同时满足您的约束。优化模块是定义目标函数,指定设计变量和设置这些约束的一般接口。任何模型输入,无论是几何尺寸,零件形状,材料属性还是材料分布都可以视为设计变量,并且任何模型输出都可以用于定义目标函数。它可以在整个Comsol多物理产品系列中使用,并且可以与Li188金宝搏优惠velink™附加产品结合使用,以优化第三方CAD程序中的几何维度。
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无衍生物和基于梯度的算法
优化模块包括两种不同的优化技术:无衍生物和基于梯度的优化。当您的目标函数和约束可能不连续并且没有分析衍生物时,无衍生的优化是有用的。例如,您可能需要通过更改尺寸来最大程度地减少零件的峰值压力。但是,随着尺寸的变化,峰值应力的位置可以从一个点转移到另一点。这样的目标函数是非分析的,需要无衍生的方法。优化模块中有五种这样的方法:通过二次近似(BobyQA)方法的结合优化,线性近似(Cobyla)方法的约束优化,Nelder-Mead方法,坐标搜索方法和Monte Carlo方法。
优化模块将计算一个近似梯度,以将设计变量发展为改进的设计。您可能需要最大程度地减少零件的总质量,也可以使用这种方法完成。零件的质量通常相对于零件尺寸直接差异化,从而允许使用基于梯度的方法。优化模块将使用加利福尼亚大学圣地亚哥大学的Philip E. Gill和Stanford University的菲利普·E·吉尔(Philip E.改进设计变量。第二个基于梯度的算法是Levenberg-Marquardt求解器。当目标函数是最小二乘类型时,您可以使用此求解器,通常用于参数估计和曲线拟合应用程序。第三种方法,即移动渐近线(MMA)的方法,是瑞典斯德哥尔摩皇家理工学院K. Svanberg教授撰写的基于梯度的优化求解器。它的设计考虑了拓扑优化。该方法在文献中称为GCMMA,在优化模块中以MMA的名义获得。
基于梯度的方法的优点是,它可以解决涉及数百甚至数千个设计变量的问题,随着设计变量的数量增加,计算成本的增加非常低。伴随方法同时计算所有分析衍生物,而无衍生化方法必须近似于每个衍生物,并且随着设计变量的数量增加,将花费更多的时间。基于梯度的方法还可以包含更复杂的约束功能。
无衍生方法的优点在于简单。它不需要找到可区分的目标函数,并且需要更少的用户交互来设置。但是,由于计算成本,当设计变量的数量约为10个或以下时,无衍生方法的方法最吸引人。实际上,这涵盖了广泛的实用工程优化问题。
参数优化涉及优化对模型的任何标量输入,例如流速和负载幅度。这通常是最简单的优化,可以用任何技术来解决。
参数估计更为复杂,涉及将COMSOL模型与实验数据相关联。188金宝搏优惠通常,目标是使用模型估计所使用的材料属性。
维度,形状和拓扑优化
优化方法可以通过优化的变量类型进一步分类。尺寸,形状和拓扑优化都在优化模块中解决,并且在设计过程中都有自己的位置。
尺寸优化涉及定义可以直接转化为制造的设计变量。典型的设计变量可能是结构构件的孔尺寸或长度,宽度和高度。尺寸优化通常用作设计过程中的最后一步,并且一旦设计或多或少地固定了整体形状,就可以执行。这里通常使用无衍生化方法。
形状优化通常发生在设计过程中,涉及对象的更自由形式的改变。选择设计变量通常需要更多的护理,因为目的是改善形状而不过度限制设计。如果可以找到分析目标函数,则首选基于梯度的方法。
拓扑优化通常在设计过程的早期,通常在概念阶段。拓扑优化将材料的分布视为设计变量,并插入或去除结构以改善目标函数。由于设计变量的数量很高,因此仅基于梯度的优化才是实用的。
产品功能
- 曲线拟合
- 无衍生化优化
- 尺寸和形状优化
- 基于梯度的伴随方法优化
- Levenberg-Marquardt求解器
- 通过二次近似(BobyQA)方法进行优化
- 通过线性近似(Cobyla)方法的约束优化
- Nelder-Mead方法
- 协调搜索方法
- 蒙特卡洛法
- 电气,机械,流体和化学模型的优化
- 参数估计
- Snopt求解器
- ipopt求解器
- 拓扑优化
优化飞轮配置文件
负载膝盖结构的拓扑优化
想象一下,您正在设计一个轻巧的山地自行车框架,该自行车框架应适合一盒一定尺寸,重量不超过8公斤。鉴于您知道自行车上的负载,可以通过分配可用材料来实现这一目标,同时确保框架的刚度最大值。这样,您已经制定了...
最小化微通道中的流速
Mooney-Rivlin曲线拟合
MBB梁的拓扑优化
每个业务和每个模拟都需要不同。
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