DesignXplorer

产品概述


ANSYS DesignXplorer将各种设计参数集成到分析过程中,基于实验设计(DOE - Design of Experiment)探索设计变量和产品的性能之间的关系,并将二者通过响应面的方式结合起来。实验设计(DOE)和响应面提供实现仿真驱动产品研发(SDPD)所需要的所有信息。

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基于实验设计(DOE)和相应面,一旦得到产品性能与设计变量的变化关系,确定产品如何更改能否达到需求就变得易如反掌。 一旦创建响应面,这些信息可以通过直观的方式呈现:曲线、曲面、敏感度、蛛状图等,使设计人员能快速地建立设计空间,在此基础上对产品性能进行六西格码设计、多目标优化、鲁棒设计等深入的研究工作,并提供了直观的工具迅速选择到优化的设计方案。


  • 优化革新


  • 革新之一:多目标优化

  • 革新之二:六西格码设计技术 

  • 革新之三:鲁棒设计技术 


  • 功能特色


研发工程师经常用仿真来评价某个设计是否达到性能要求,如零件的几何尺寸设置,输入和材料特性等,用ANSYS Workbench中的what-if研究来改进设计。ANSYS DesignXplorer将以上的分析引入更深一个层次,它采用DOE算法,系统有效地产生设计空间,然后用先进的响应面技术来插值结果。参数技术可以计算参数之间的相关性和敏感性,从而全面理解整个设计空间。优化算法能够决定参数的最佳组合,6σ分析能够使设计更加鲁棒。


  • 仿真驱动产品研发


ANSYS WorkBench环境作为一个中心平台,全面支持仿真驱动产品研发。DesignXplorer提升了Workbench的参数分析功能,在其中新建和管理参数非常方便,并且参数一旦设定,一直有效,参数变动时会自动更新。


可以通过拖拉在Workbench界面里增加DesignXplorer系统(目标驱动优化、参数相关性、响应面和6σ分析)。远程求解管理器(RSM)支持设计点远程求解。


DesignXplorer结合其它ANSYS模块,帮助设计人员完全理解设计方案。因此设计人员可以真正通过仿真驱动产品研发。


  • DesignXplorer支持所有物理场


ANSYS能够准确地解决流体、结构、电磁、热等物理场下的产品模拟问题。ANSYS工作流程包括双向CAD接口、网格划分、后处理工具,这一简化流程使分析更加有效,所有的这些工具都集成在Workbench环境中,可以联合使用来完成仿真分析需求。DesignXplorer集成在ANSYS Workbench环境中,支持所有物理场,无论是单场分析还是多场耦合分析。

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DesignXplorer设计方案自动探索


  • 试验设计和响应面


ANSYS DesignXplorer采用了一系列的DOE技术,从基本的超拉丁取样法(LHS)到中心复合设计法(CCD),再到优化空间填充(OSF),以及自适应稀疏栅格法或克里格法。通过这些科学方法,将一系列仿真试验形成设计空间,从而可以探索整个设计。DOE表格中的设计点可以在本机上批处理求解,也可以在远程分布式机器上求解。


强大的响应面技术包括了完全二阶多项式法、克里格法、非线性回归法和神经网络法。通过这些方法,可以在多维空间的两个数据点间进行插值,也可以对设计变量和性能之间的关系以2D或3D的形式可视化。

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输入参数和输出参数关系可视化

  • 优化


一旦完成设计探索,理解了设计参数间的相关性和敏感性,就可进行优化。DesignXplorer有多种算法帮助设计人员寻求最佳设计方案,该方案可考虑多个目标和性能的折衷。


  • 6sigma分析


仿真通常基于确定的尺寸、载荷边界条件和材料属性,然而在现实中,这些条件的取值往往会因为制造公差或工况不同而产生变化。6sigma分析能够考虑输入参数的微小变动对输出参数的影响,这可以帮助设计人员确定设计方案是否满足鲁棒性要求。相关性、确定性和敏感性分析有助于了解如何提高鲁棒性。


  • 图形工具增强理解


扩展工具可以用图形洞察产品的性能,包括敏感性图、相关矩阵、曲线,曲面,折衷视图与Pareto前沿的并行图表。在探索设计的时候,这些工具输出相关数据,以帮助加深理解。

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参数相关性矩阵识别关键参数,拟合度工具可评估响应面精度