2020/06/01

【技术】CAESES与CONVERGE耦合实现全自动仿真优化

 

1_副本.jpg

在CAESES 4.4.2版本中,我们引入了一些新的功能,可以使CONVERGE能够自动进行设计方案探索以及几何模型优化。在近期关于CONVERGE相关主题的文章中,我们已经讨论了CAESES中的一些现有功能,并针对一些实际应用案例做了详细介绍(如活塞碗优化设计案例)。

本文主要介绍在以CONVERGE作为CFD软件时,CAESES的已有功能及在4.4.2版本中的一些新功能。

CONVERGE设置过程中边界的识别 

 


CONVERGE的设置过程包含对几何模型各个块(面)的标识(ID),这些ID在CONVERGE的一些输入文件中会被引用。用户可通过CAESES将不同的ID分配给不同的颜色,然后在几何建模过程中使用这种颜色,这样就可以保证即使是在模型变化时,CAESES创建的面对应的ID始终与CONVERGE设置中的ID相同。

 

2.jpg

CAESES中以ID来定义面的颜色,在CONVERGE的输入文件中进行调用


用户可以使用CAESES的软件连接器来驱动CFD软件的自动运行,因此可以使用集成优化策略对对象进行快速研究。

CONVERGE文件的导入 

CAESES4.4.2为CONVERGE模型文件(*.dat)提供了一个新的导入接口,如果导入几何模型的各个块包含不同的ID,那么CAESES就可以根据这些ID自动创建颜色,之后将这些颜色分配给导入模型的不同面。

3.jpg

CONVERGE模型文件导入:将.dat文件加载到CAESES中


用户可以快速替换需要变化或优化的几何部件。在此过程中,模型各个块的颜色及其ID都会保留。颜色的自动创建和分配减少了大量的手动操作步骤,大大加快了优化工作流程。

3.1.jpg

在导入CONVERGE的*.dat模型后,将为表面分配一个颜色并从文件中获取到对应的ID


除了颜色和ID外,还会创建了一个缩放参数,可以根据需要的单位(例如m或mm)对几何图形进行缩放。

CONVERGE文件的导出 

 

 

当模型的面被着色并拥有一个唯一的ID时,用户就可以在CAESES中使用导出CONVERGE文件功能导出几何模型。在导出过程中,将根据其面的法向量来检查几何模型,如果指向几何体的外部,将会自动校正,从而使所有的法向量都指向内部。模型导出的路径为Menu > File > Export> CONVERGE。

面网格控制 


CAESES可基于曲线和曲面创建参数化模型。然后,用户可使用trimesh(即模型三角化面网格)或BRep来控制几何模型面网格的最终形状。CAESES可任意设置三角化面网格的精度或三角边的较大长度。在自动优化过程中,每个设计模型都会保留这些设置信息。

4.jpg

几何模型的面网格控制


边界转换 

 

 

在某些情况下,用户可在CAESES不改变面网格结构(即三角形的数量和它们之间的连接)的前提下,将几何模型中的一部分进行转换。CAESES 4.4.2在trimesh对象中增加一个新的功能,可以转换所有包含指定颜色的块。

5.jpg

在不改变面网格结构的情况下,对色块进行转换


这种转换功能非常重要,因为在CONVERGE计算中,活塞会在缸内上下移动。为避免面网格相交,CAESES通常在上止点进行建模,然后平移到下止点,之后再导出模型。

几何建模 

 

除了边界的ID识别、文件处理和CONVERGE自动优化外,CAESES还有针对CONVERGE用户开发的的几何建模功能。在新的tutorials教程中增加了活塞碗和气道建模教程。此外,我们还开发了一些用于加快建模过程的功能(features),例如创建组件之间的光滑过渡曲面。以下动画展示了这一效果,其中的倒圆连接部分是自动生成的。

7.gif