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The Smart Global Optimization Technology

SmartDO 特色功能

“一键设计”最优化技术（Fire-And-Forget Optimizer Technology）。通过SmartLink界面上的简单操作，30分钟快速上手，无需进行参数敏感性分析（Parametric Sensitivity Study）
Tcl/tk可编辑平台。革命性的SmartPET及PET工具允许用户通过预处理文本文件将Tcl / Tk脚本嵌入到任何文本文件中。
尖端、智能的教学模式，适用于不同领域及行业。SmartDO的高级遗传算法(RGA)允许用户进行尺寸、外形及拓扑同步优化(Concurrent Sizing, Shaping and Topology Optimization)。
广泛应用于CAE工程项目。提供专家级顾问及定制化服务，让现有CAE软件带来更多价值。

产品设计优化,性能提升. 让优化软件真正产生直接经济效益

SmartDO在产品设计上的应用,可以追朔到1992年. 它被成功地应用在以下领域：

半导体元件寿命延长优化
眼外科手术疗程及成功率优化
土木结构及厂房结构强度及建造成本优化(尺寸,外形,拓扑同步优化)
航空发动机零件强度及寿命优化
涡轮转子强度优化
防爆装置强度及重量优化
流动性能优化
重型吊具减重及强度优化
缓冲防撞性能优化
航运载具底板减重及强度优化
电热发电器性能优化
装甲车避震系统下摆臂减重及强度优化
电脑键盘Rubber Dome性能曲线优化
联接器(Connector)插拔力曲线优化
水泵叶片强度优化
潮汐发电结构性能优化

Smart Global Optimization的先进技术：同时具备梯度法，以及基因遗传，皆为全局寻优 (Direct Global Search Approach for Both Gradient-Based and GA-Based Methodology)

SmartDO以独特之全局寻优技术（Direct Global Search Technology），同时具有非线性梯度下降法（Gradient-Based NLP）RCFDM及基因遗传算法（Genetic Algorithms），均具备全局寻优技术也可两者交替或混合使用。

SmartDO的非线性梯度下降法可自动消除以下“噪声”信息：网格划分，离散化，及其他数值工具以及软件结合所产生之噪声。这是CAE优化设计工程应用中极为重要关键技术，

基因遗传算法（Genetic Algorithms）可以用来解决一般微分法难以解决的问题。而非线性梯度下降法（Gradient-Based NLP）则应用于可微分问题，可更快求得更准确的最优解。两者合并，使SmartDO成为实用且强大的CAE优化设计求解器。

同時具有非线性梯度下降法(Gradient-Based)RCFDM,稳健基因遗传算法(Robust Genetic Algorithms)以及智能粒子群优化算法(Smart Particle Swarm)等求解器, 广泛适用于各种工程问题。

SmartDO专注于实用的全球优化技术。不管是使用微分法（Gradient-Based NLP）还是演化运算法（Genetic Algorithms），SmartDO的全局优化已被应用在许多CAE最佳化设计的工业实务上。

SmartDO之微分法使用各种特殊方法，以达到Direct Global Search的目的，包括

•以Tunneling变异及Hill Climbing爬山算法组合避免陷入局部最优解，以获得全局最优解。

•自动消除网格划分，离散化及其他数值噪声信号以及不同软件耦合产生的噪声信号。

•内部自动搜寻有效约束集，求解更有效率

•智能动态搜索可依优化问题特性自动调整其搜寻方向及步进

SmartDO的鲁棒遗传算法，具有以下独特的全局搜索技术

•自适应罚函数（Adaptive Penalty Function）

•自动设置基因字串排列(Automatic Schema Representation)

•自动计算族群大小及演化世代（Adaptive and Automatic Cross-Over Probability Calculation）

•自适应&自动计算族群交换率（Adaptive and Automatic Cross-Over Probability Calculation）

•绝对递减收敛（Absolute Descent）

无设计变量和约束数目限制,可使用不可行区域内的点(Infeasible Design)作为初始设计

所有在SmartDO中的优化求解器，对于设计变量及约束数目均无限制。因为具有直接全局搜索之特性，即使起始点为不可行区域内的点（Infeasible Design），SamrtDO仍然可以将设计搜索进合理区间（Feasible Domain），然后进行最优化设计。

尺寸、外形、拓扑结构优化(Concurrent Sizing, Shaping and Topology Optimization)

由于SmartDO中的基因遗传算法（Genetic Algorithms），具有丰富的设计变量定义及稳定的基因遗传算法，因此用户可以使用SmartDO进行尺寸，外形和拓扑结构优化（Concurrent Sizing，Shaping and Topology Optimization）。

尺寸，外形和拓扑结构优化（Concurrent Sizing, Shaping and Topology Optimization）问题，需要极大的计算量。而SmartDO中的智慧型自发学习技术（Smart Heuristic Search Technology），使得SmartDO可以从过去的计算历史中学习，尽可能避免不必要的运算，因而节省大量的运算时间。

开放式架构。方便二次开发(Open Architecture. User Programmable)

在许多CAE系统走向封闭而无定制化柔性性的今天，SmartDO保留了开放式架构，以Tcl / Tk为架构平台让用户可以方便地进行二次开发。

二次开发允许用户累积经验，在CAE工具上创造出更多价值，并得以与竞争对手差异化。在SmartDO中置入Tcl / Tk使得用户不但可以自行加入用户自定义插件，而且可以方便地开发界面按钮，图形，绘图等功能。

容错(Error Tolerant),允许计算中断或挂起

SmartDO的高度容错特色，使得用户可以在计算流程中断或挂起后，在中断点重新开始。除此之外，对于CAE计算中可能发生的不收敛情况，SmartDO都会跳过执行下一个计算步骤。

过程集成与设计优化 (Engineering Lifecycle Integration and Automation)

SmartDO的Tc / Tk开放式架构，让用户可以使用SmartDO将所有的CAX（CAD，CAE，CAM ...）周期整合成一个数据无缝传输的完整流程系统。通过SmartDO实现过程集成和完整系统的搭建，可将设计过程的人为错误减到最低，并将设计流程参数化，自动化，进而最优化。

Control Panel 控制面板

Control Panel图形化（流程设定及计算）控制面版。模型设定与计算流程一目了然。通过简单易操作的按扭及对话框进行参数与模型设定并执行计算。

•最优化流程向导

•参数控制与设定

•第三方软件流程集成

•流程集成一体化测试

•最优化计算执行

•计算结果显示

SmartScripting 智能型Tcl/Tk脚本记录执行

智慧型Tcl/Tk程式碼產生器,內建常用功能表列.在對話框中填入資料即可自動產生特定功能之Tcl/Tk Script. 用戶可以更輕鬆,更精確地使用SmartDO的可程式功能

更改替换设计变量
调用外部程序
刪除工程文件
打开/关闭工程文件
寻找关键字、字符串等内容
提取数值计算结果
数学运算

针对CAE应用具有众多成功工程案例

由于开发之初蕴含深厚的工程背景，SmartDO具有其他产品无法取代的特色。

•基于数十年CAE分析经验，特别适用于CAE优化设计

•具有众多与第三方CAE软件的成功工程经验和案例

•提供强大的技术服务，针对性解决关键技术难点，可提供工程问题优化设计专家顾问全方位服务

•适用于为客户进行系统和流程定制

实际案例

涡轮叶片性能流固耦合最优化设计

时至今日，涡轮叶片外形的优化设计仍然是非常困难的问题，特别是在同时考虑气动力和结构力学时更为复杂。过去已有相当多的文献通过单方面考虑气动力下的最优叶型设计，然而在实际应用中可以发现，当叶片效率越高，其结构强度与可靠性则越差。

在本案例中，我们将介绍如何使用SmartDO整合ANSYS定制化开发的涡轮叶片流固耦合最优设计系统。通过SmartDO与ANSYS Workbench 之间的整合，SmartDO将原设计的叶片流量提升14%，并同时减少叶片在流体域机械运动下的最大应力值。详细内容请参考此SmartDO案例。