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CAD/CAE 优化软件

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Concept NREC

The Smart Global Optimization Technology


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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)

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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 NLPRCFDM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。

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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)

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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 SizingShaping 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。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。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)

SmartDOTc / Tk开放式架构,让用户可以使用SmartDO将所有的CAXCADCAECAM ...)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。


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Control Panel 控制面板

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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

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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

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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

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