Blogginlägg Volupe

Smart Sweep Design Study (studie om utformning av Smart Sweep)

Simcenter STAR-CCM+ levereras med verktyget Design Manager för utforskning av konstruktionsutrymmen; den snabba vägen till innovation. Design Manager erbjuder flera olika typer av designstudier som gör att du kan utforska designutrymmet för din produkt och hitta lösningar som du kanske inte skulle ha tänkt på annars. I Simcenter STAR-CCM+ 2206 introducerades en ny studietyp (Smart Sweep) för att påskynda användningen av konstruktionsstudier. I veckans blogginlägg får du veta mer om Smart Sweeps, deras fördelar och hur du ställer in dem i Design manager för två designvariabla flödesproblem.

 

Om Smart Sweep

Konstruktionsstudier i Simcenter STAR-CCM+ är indelade i två kategorier: bedömning av prestanda och optimering. Men innan du kör dessa kan du också köra en CAD-robusthetsstudie för att kontrollera den geometriska giltigheten hos konstruktioner i ditt konstruktionsutrymme. Det bästa av allt är att en särskild licens endast krävs för optimeringsstudierna. Detta innebär att du kan komma långt i din konstruktionsutforskning med standardlicensen STAR-CCM+.

Den helt nya Smart Sweep Funktionen hör till kategorin prestandabedömning och gör det möjligt att automatisera konstruktionsavläsningar snabbare. Applikationer som behöver fånga upp ett antal värden inom flera driftspunkter, t.ex. prestandakartor för roterande maskiner, propellerkurvor eller flygplansavstannningsvinkel, är studier som har stor nytta av Smart Sweep.

Stoppkriterier baserade på svarsvärden kan användas för att undvika ogenomförbara fall. Tidigare konstruktionsresultat kan användas för initialisering av efterföljande sveppunkter i studien - vilket ökar konvergensens robusthet och minskar simuleringstiden.

Smart Sweep kan dock användas för att identifiera den intressanta konstruktionen i alla typer av tillämpningar med fler än en parameter genom att stegvis gå igenom värdena i sekvens. I följande avsnitt tillämpar vi Smart Sweep på ett enkelt exempel på ett rörflöde med blandningskammare. Till huvudflödet lägger vi till ett sekundärt och ett tertiärt flöde med olika temperaturer. I slutändan är vi intresserade av temperaturens jämnhet vid utloppet som en funktion av de sekundära och tertiära massflödena.

 

Så här ställer du in en Smart Sweep

I en Smart Sweep specificerar du inparametrar, svar, diagram och scener som i konventionella svepstudier. I designtabellen lägger du dock till en rad per svep (som hålls konstant under svepningen). Här bestämmer vi oss för att testa tre olika villkor för massflödet i det tertiära inloppsröret (0,05, 0,1 och 0,15 kg/s) och att stegvis testa ett antal inflödesförhållanden i det sekundära röret.

Det kan bara finnas en stegparameter, som väljs från ingångsparametrarna för Smart Sweep-studien (MassflowSecondary och MassflowTertiary pipe). Välj stegparametern från undernoden Stepping Parameter (stegparameter) och ange stegstorleken.

Antalet designkörningar och deras fördelning inom en svepning styrs av svepningens stegparametrar, halvvägs-kriterier och stoppkriterier.

Bisect-kriterierna är baserade på konstruktionsresponserna och styr storleken på svepsteget. När de uppfylls halveras stegstorleken inom en svepserie kontinuerligt för varje ytterligare konstruktionskörning tills stoppkriterierna för detta svep är uppfyllda. Ett absolut minimi- eller maximivärde för svaret kan anges från vilket halvvägssträckan börjar när svaret har nått detta värde. I vårt fall känner vi dock inte till den maximala temperaturjämlikhet som kan uppnås i förväg. Det är därför mer användbart att använda kriterietypen procentuell förändring.

Det procentuella förändringsvärdet i förhållande till minimivärdet eller maximivärdet från alla tidigare konstruktioner. Detta innebär att kriterierna omdefinieras så snart vi hittar ett nytt minimi- eller maximivärde. Vi kan definiera en positiv procentuell förändring som uppfylls när den procentuella ökningen från det tidigare minsta konstruktionsvärdet överstiger detta värde. För en negativ procentuell förändring är kriteriet sant när den procentuella minskningen (från det tidigare högsta konstruktionsvärdet) överstiger detta värde. Figuren nedan visar en negativ procentuell förändring på -0,001%. När halvvägs-kriteriet är uppfyllt kan vi se att konstruktionen rör sig mot det uppnådda maximala värdet med kontinuerligt halvvägs-anpassade stegstorlekar. Tills ett stoppkriterium uppfylls, här det maximala antalet bisatser.

Stoppkriterierna bestämmer när studien ska stoppas. Användbara kriterier är t.ex. en maximal gräns för steppingparametern. I vårt fall 2 kg/s massflödeshastighet vid sekundärt inlopp. Men även svarskriterierna off en maximal temperaturjämlikhet på 1,0 eller stopp efter på varandra följande felkonstruktioner är rimliga för att undvika onödiga utvärderingar.

 

På tal om onödiga utvärderingar är det nu äntligen möjligt att återanvända vissa tidigare resultat för ytterligare designkörningar! Välj Smart Sweep-inställningar och aktivera återanvändningsegenskaperna:

Återanvändning av mönster inom sökning

När den är aktiverad återanvänder den aktuella konstruktionen den konvergerade lösningen från den tidigare framgångsrika konstruktionsomgången i denna svepserie för att uppnå en bättre konvergerad lösning.

Återanvända konstruktioner för olika sökningar

När den aktiveras återanvänder den första konstruktionen i den aktuella svepserien den första konstruktionslösningen från föregående svep. Om den första konstruktionen är misslyckad söker Design Manager vidare efter nästa lyckade första konstruktion i efterföljande svepningar.

Jämförelse med Sweep

Det övergripande resultatet av den jämförande undersökningen är i stort sett detsamma. Utan användning av Bisect-kriteriet får vi 120 konstruktioner i båda studierna, vilket innebär att vi sedan går igenom konstruktionsutrymmet. En av fördelarna med Smart Sweep är dock automatiseringen. Vi får automatiskt resultaten sorterade i svepdatauppsättningar och kan enkelt plotta dem och särskilja uppsättningarna.

Men genom att återanvända konstruktionen under Smart Sweep kan Den genomsnittliga lösningstiden är 28% kortare jämfört med lösningstiden under svepet. Vissa simulations konvergerade inte under den vanliga svepningen, medan Smart Sweet-simuleringen (som återanvänder tidigare simulations) konvergerade felfritt.

Jag hoppas att den här artikeln är intressant och att du kan använda den för att nå dina mål med Simcenter. STAR-CCM+ snabbare. Hör av dig till oss om du har några frågor eller kommentarer på support@volupe.com. 

 

Författaren

Florian Vesting, doktorsexamen
Kontakt: support@volupe.com
+46 768 51 23 46

 

 

 

Fler blogginlägg

sv_SESwedish