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多學科設計優化（Multidisciplinary Design Optimization，簡稱MDO）是一種創新的工程設計方法，旨在深入研究和協同探索工程系統中的各個子系統，同時充分考慮各學科或子系統之間的相互影響，以優化復雜的工程系統和子系統。這種方法可以提高設計質量，優化系統性能，縮短設計周期，減少設計成本，因此受到復雜裝備企業的廣泛關注和青睞。 在數字化時代，復雜機械裝備的研發是一項復雜的系統工程，涉及多個領域的任務，需要不同部門的仿真人員以及多種仿真工具的協同合作。為了實現這些復雜裝備的最優性能設計，研發工程師需要創新設計理論和方法，全面考慮各學科對裝備性能的影響，并利用各學科之間的相互作用，以獲得整體最優的設計方案。然而，在實際的研發過程中，由于不同領域的知識和技能難以融合，加上研發工具和平臺的支持不足，使得對復雜裝備進行仿真分析和優化設計的工作面臨諸多難點： 企業在研發過程中需要使用各種商用、自研的仿真工具，這些工具種類繁多且各自獨立，使得模型集成和多學科仿真分析存在困難。 在單點仿真工具之間，模型數據的流轉控制和接口轉換等工作主要依賴人工操作，規范化程度較低，導致業務效率低下。 多學科仿真分析流程較為復雜，需要多個工程師之間的緊密協作，但客戶端軟件的仿真模型和數據共享存在困難。 仿真模型中有許多需要配置的參數，其中一些參數的配置依賴于工程師的經驗，這可能導致參數的準確性不足，從而限制了仿真模型的精度。 一些仿真模型由于其復雜性和高維度，給計算資源和時間成本帶來了巨大的挑戰，導致仿真設計優化的迭代過程緩慢。 ㈡雪浪云MetaD MDO，驅動復雜裝備研發設計加速 雪浪云MetaD MDO軟件界面 FMU仿真接口工具集可以幫助工程師便捷地實現復雜裝備基于FMU的多學科聯合仿真，并在聯合仿真的基礎上進行仿真設計優化。這個工具集的計算模板主要包括四類組件：上游組件、下游組件、聯合仿真控制組件和FMU組件。這些組件之間的連接和數據交互關系保持一致。通過這些組件的組合使用，工程師可以實現基于FMU的聯合仿真，提高復雜裝備的設計效率和性能表現。 設計優化算法工具集為工程師提供了多種優化算法，包括局部優化算法、全局優化算法、啟發式優化算法以及多目標優化算法。這個工具集可以幫助工程師配置優化問題，并調整優化算法的超參數。同時，它還支持并行下發設計點，從而加快優化過程。 雪浪云MetaD MDO軟件功能與應用 ㈢立足優勢，雪浪云MetaD MDO探索不同應用場景 ●云端部署協同高效：通過創新的混合流計算技術，雪浪云MetaD MDO實現了超級自動化的開發，將工業軟件遷移到云端。這使得數據能夠便捷地在云端進行流轉和同步，帶來了存儲、算力的提升與高效調度。這種云端部署的方式極大地提高了研發人員的協作效率。 ●模型降階算法強大：雪浪云MetaD MDO提供了強大的模型降階算法，支持基于深度學習算法來構建降階模型。這些算法具有更廣泛的適應性和更顯著的靈活性，使得計算速度和準確性遠遠高于傳統的代理模型、經驗分解、機器學習等算法。 應用場景一：FMU聯合仿真 基于MetaD MDO的FMU聯合仿真 高端裝備的仿真分析流程往往非常復雜，涉及多個學科的模型之間的數據交換和處理，需要使用多種不同的軟件工具來處理數據轉換和計算。工程師可以采用MetaD MDO軟件提供的一系列仿真接口工具、數據讀寫和數據處理功能，高效地構建和自動化運行復雜的仿真流程，提高企業仿真流程的效率和準確性。 應用場景三：設計優化 基于MetaD MDO的設計優化 模型精度對于仿真分析的可靠性至關重要。為了確保仿真結果的準確性，需要以物理實驗結果為依據，對仿真模型參數進行標定和修正。工程師可以運用MetaD MDO軟件提供的誤差計算和優化算法工具，并結合仿真接口和數據處理工具，實現仿真模型精度的提升。 這些應用場景僅僅是冰山一角。從已有的成功案例來看，基于雪浪云MetaD MDO的應用遍布于眾多領域，幫助裝備企業實現了高效的研發設計。例如，某企業借助MetaD MDO軟件實現柴油發動機四配套+DPF系統復雜仿真流程的自動化，可計算長時間、多工況下柴油發動機積碳累積值，整體仿真過程涉及磨損仿真、機油耗仿真、積碳仿真以及數據轉換計算，大幅縮短了仿真分析耗時；某企業采用MetaD MDO軟件進行軸向柱塞泵配流盤結構設計優化，以柱塞泵輸出壓力脈動等為優化目標優化配流盤阻尼槽參數，從配流盤三維建模到過流曲線提取，再到多體+液壓聯合仿真分析，實現了跟隨三維建模到仿真分析，提升了設計優化效率；某企業采用MetaD MDO軟件對燃氣輪機壓氣機流場仿真模型進行標定，以仿真結果與實驗結果誤差最小為優化目標，對模型類型（如動靜交界面類型、流動模型類型等）、數值參數（如動靜交界面位置、人工粘性）進行修正，有效提升了該模型的精度。 基于MetaD MDO軟件實現軸向柱塞泵配流盤結構設計優化 此外，面向飛機能熱系統的快速仿真分析與設計優化，將業務流程、數據處理固化，開發定制仿真APP，用戶后續直接通過此APP進行快速仿真分析，無需打開仿真軟件或者平臺后面板操作，提升仿真分析與設計優化效率。 總之，雪浪云MetaD MDO作為一款專業的仿真分析軟件，為復雜裝備研發企業提供了全面且卓越的支持。對于企業而言，無論是自動化仿真流程、模型參數標定、設計優化等基礎應用，還是定制仿真APP、基于人工智能的模型降階等高級應用，雪浪云MetaD MDO都能滿足企業的多樣化需求。展望未來，雪浪云MetaD MDO將繼續引入更先進的技術和算法，持續提升多學科設計優化的能力，為復雜裝備企業的研發和創新保駕護航。同時，雪浪云MetaD MDO也將繼續發揮其強大的功能和應用價值，實現更高效、更精準的仿真分析和優化設計，推動復雜裝備企業的持續發展和創新。 |
