HyperStudy多学科设计挖掘与优化
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Altair HyperStudy 是一款多学科的设计探索、研究以及优化软件。通过使用实验设计、拟合模型、优化算法,HyperStudy 可以创建可变设计、管理计算以及收集数据。它可以帮助用户理解数据趋势、权衡设计、优化设计性能以及鲁棒性。HyperStudy 无缝嵌入在 Altair Simulation 平台中,用户界面非常直观,即使是非专业人士也可以使用它完成设计探索。
产品优势:
HyperStudy提供给用户友好的环境以及最先进的设计探索方法与数据挖掘工具。
1)有效帮助用户理解设计参数与设计需求之间的关系
2)能够对大量的设计数据进行归类、分析与探索
3)当设计与需求冲突时能够实现快速权衡设计
4)快速利用试验数据,调校分析模型并对标
5)增强产品的可靠性与稳健性
6)缩短研发周期,最小化产品上市时间,减少总体设计成本
7)增加CAE求解器的投资回报率
产品功能:
DOE实验设计
利用 DOE 技术可以更好地理解设计变量以及总体响应之间的关系Hyperstudy中具有以下几类DOE方法:
• Box-Behnken
• 中心复合法
• D-Optimal
• 导入外部DOE矩阵
• 部分因子法
• 全因子法
• Hammersley
• Modified ExtensibleLattice
• Sequences(MELS)
• 拉丁超立方法
• Plackett-Burman
• 田口法
• 用户自定义
拟合方法
拟合方法主要用来建立近似分析模型,来替代真实而昂贵的数值模拟。近似模型也可以用来过滤噪声使得函数更光滑,增加优化算法的有效性。近似模型可用于优化以及随机分析。
HyperStudy 的近似模型模块有多种近似方法可供选择,包括:
• 自动选择最佳拟合方法
• 最小二乘法
• 移动最小二乘法
• 径向基函数法
• 超级克里金法
• 随机森林法
HyperStudy 可进行多学科优化以及可靠性、鲁棒性最优化设计。在多学科优化中,设计师可改善系统的整体性能。如果产品质量对设计以及使用环境中的不确定因素很敏感,则可进行可靠性、鲁棒性最优化设计,降低设计使用中不确定因素的敏感性。
Hyperstudy 包含非常丰富的优化算法:
• Altair 特有的高效优化算法:自适应响应面法、全局响应面法(ARSM 和GRSM)
• 序列二次规划(SQP)
• 可行方向法(MFD)
• 遗传算法(GA)
• 多目标遗传算法(MOGA)序列优化与可靠性分析(SORA)
• 基于自适应响应面的 SORA 方法(SORA ARSM)
• 系统可靠性优化(SRO)
• 用户自定义优化算法(通过内置的 API)
网格控制
随机分析中可进行可靠性和稳健性分析,并提供改进信息,也可开展基于可靠性和鲁棒性的优化设计。随机分析既可基于实际仿真模型也可基于代理模型。HyperStudy抽样算法包括:
• 简单随机抽样
• 拉丁超立方抽样
• Hammersley
• 概率分布函数:正态分布、均匀分布、三角分布、韦伯尔分布以及指数分布
• Modified Extensible LatticeSequences(MELS)
后处理与数据挖据
HyperStudy提供了高级后处理以及数据挖据功能,使用户更深入的理解设计,大大简化了研究、归类、分析结果的工作。
分析结果可用以下方式展现:
• 相关系数矩阵
• 散点图
• 主效应以及相互作用图
• 柱状图
• 平行坐标图
• 帕雷托图
• 方向图
• 箱线图
参数化分析模型
HyperStudy 支持诸多模型,包括:Altair HyperMesh™ ,Altair MotionView™,Spreadsheet,Workbench,Altair SimLab™,Altair Feko™ 和Altair Flux™。
其中Altair HyperMesh, Altair MotionView和Altair SimLab™可与 HyperStudy直接集成,使其可直接参数化有限元模型、多体动力学模型以及流体模型。这使参数研究流程非常简单高效。HyperStudy对于Feko,Flux,Workbench Excel模型亦可直接参数化并导入响应。对其他CAE求解器,HyperStudy提供了标准化的参数化方法,可对计算输入文件进行参数化。
支持集成 Altair Knowledge Studio可以将Knowledge Studio强大的机器学习和预测分析能力用于优化问题。
支持集成Altair Inspire Studio,Inspire Studio是一个用于 3D 概念设计的混合建模和渲染环境。集成Altair Inspire Studio 后允许用户直接在 HyperStudy中驱动更改CAD 几何文件。
基于网格变形技术的形状优化
在 HyperMesh 中可使用强大的网格变形技术对复杂结构进行形状预变形,然后使用预变形作为参数。变形后的形状可以存储成 Hyperstudy形状参数。
同主流求解器的直接接口
HyperStudy无需额外数据转换工具,可直接读取主流求解器的各种数据,快速实现参数研究流程。相关求解器包括:
• ABAQUS
• Adams
• ANSYS
• DADS
• Excel
• Fluent
• LS-DYNA
• MADYMO
• MARC
• Matlab/Simulink
• Altair MotionSolve™
• NASTRAN
• Altair OptiStruct™
• PAMCRASH
• Altair Radioss™
• StarCD