ANSYS WORKBENCH优化设计详细教程

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2024年3月5日发(作者：)

1 文件存储

（1）仿真模块与优化模块文件夹如下图所示：

（2）仿真流程

Workbench界面流程节点，对应后台文件如下图所示。

1.材料文件；2.几何文件；3.设置及网格、结果文件

2 优化参数设置

左侧为输入输出参数界面，右侧为工况列表。

目标：提取结果最小值

3 ANSYS WORKBENCH优化设计

3.1目标驱动优化(Driven optimization)

和多学科项目类似。

算例：Direct_

3.1.1 确定输入输出参数

输入输出参数如下图所示：

3.1.2 设置优化目标

设置一个或者多个优化目标，如将质量最小化作为目标，并设置质量范围，如下图所示。

3.1.3 输入参数范围设置

两个输入参数范围如下图所示：

3.1.4 优化方法

（1）是否保留工况点求解数据

（2）目标驱动的优化方法

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•

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•

•

Screening

MOGA

NLPQL

MISQP

Adaptive Single-Objective

Adaptive Multiple-Objective

（3）设置工况数量，最小6个

（4）设置残差

结果残差设置：1e-6

（5）设置候选工况数

残差达不到要求，增加候选节点继续优化计算。

3.1.5 求解

开始求解

显示当前求解工况

仿真各个节点状态显示

计算候选工况

3.1.6 优化完毕

3.1.6.1 输入参数变化曲线

显示两个输入参数变化曲线

3.1.6.2 工况数据列表

3.1.6.3收敛判断

描述优化目标，优化算法，是否收敛，最优工况等，类似于设置总结

3.1.6.4 结果

设置参考点，计算工况残差，优化目标结果满足1e-6标准，即可认为收敛。工况DP7为参考点，DP11残差为0，则最优点为DP7。

工况结果分布散点图

3.1.6.5 输入输出分布

3.2参数相关性分析-输入参数敏感性分析

算例：parameter_

3.2.1 参数设置

（1）是否保留工况点数据

DX计算完成后是否保留相关数据

（2）失败工况管理(failed design points management)

尝试计算次数（Number of retries）：失败后重新尝试计算的次数

计算延迟时间（Retry delay）：两次重新计算之间要经过多少时间。

（3）是否运用之前设置的样本点(工况点): Reuse the samples already generated

（4）相关性算法选择(correlation type

)

◼ Spearman

◼ Pearson

（5）样本数：15

（6）自动停止类型：

◼ 计算完所有工况：Execute All Simulations

◼

不能自动停止：Enable Auto Stop，关联参数如下

平均值精度(Mean Value Accuracy)：样本集平均值的所需精度。

标准偏差精度(Standard Deviation Accuracy)：样品组标准偏差的所需精度。

收敛检查频率(Convergence Check Frequency:)：在检查收敛之前要执行的仿真次数。

生成的样本集的大小(Size of Generated Sample Set)：只读值，指示为关联解决方案生成的样本数。

收敛(Converged)：只读值，指示进程是否已收敛。

（7）相关性阈值（Relevance Threshold）：设置用于过滤主要输入参数的所需相关性阈值。

（8）关联过滤（Correlation Filtering）：选中此复选框可基于关联值过滤主要输入参数。

（9）R2贡献过滤（R2 Contribution Filtering）：选中此复选框可根据R2贡献过滤主要输入参数。

（10）主要输入参数的最大数量（Maximum Number of Major Inputs）：指定选择作为主要输入参数的输入参数的最大数量。 默认情况下，该数目是当前输入参数数目的最小值。

3.2.2 工况数据列表

点击preview生成工况列表

3.2.3 工况文件夹列表

每个工况都有对应几何、材料、网格和结果文件

3.2.4 计算状态

流程界面下查看计算进程状态

计算工况下查看计算进程状态

3.2.5 结果

计算完成后，结果列表如图：

3.2.5.1 相关度矩阵

“相关矩阵”图表提供有关参数对之间（如果有）的线性相关的信息。 相关程度由矩阵中的颜色指示。 将光标放在特定的正方形上可以显示与该正方形关联的两个参数的相关值。

输入参数

P1

P4

◼相关度-1~1

◼负值：负相关

◼正值：正相关

输出参数

P2

P3

P5

矩阵图如下图所示，颜色越深相关度越高。

3.2.5.2 灵敏度柱状图、饼状图

灵敏度图表可让您以图形方式查看每个输出参数相对于输入参数的整体灵敏度。

（1）图类型选择：Bar（柱状图），pie（饼状图）。勾选框，可控制参数显示数量

（2）柱状图，X轴：输出参数；Y轴：灵敏度；

饼状图

3.2.5.3 测定柱状图(Determination Histogram chart)

测定柱状图可以让你看到的输入参数对于给定的输出参数的影响。

完整模型（full model ）R2表示输出参数的可变性，可以通过输入参数和输出参数之间的线性（或二次）相关性来解释。

3.2.5.4 测定矩阵图（Determination Matrix）

“测定矩阵图”提供有关参数对之间（如果有）的非线性（二次）相关性的信息。 相关程度由矩阵中的颜色指示。 将光标放在特定的正方形上可以显示与该正方形关联的两个参数的相关值。

3.2.5.5 相关散点图（Correlation Scatter Chart）

相关散点图显示了参数对的样本散点图。 将两条趋势线（线性和二次曲线）添加到参数对的采样点(工况点)。 趋势线方程式显示在图表图例中。 该图表以图形形式显示了线性和二次趋势中参数对之间的相关程度。

3.3响应面response surface

能直观的查看输入参数的影响，通过图表形式显示输入和输出参数之间的关系。

本文标签： 参数输入工况优化