ANSYSDesignXplorer优化部分翻译.docx
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ANSYSDesignXplorer优化部分翻译
ANSYSDesignXplorer
1.TheUserInterface
工作台用户界面允许您轻松地在名为project选项卡的主项目工作区中构建项目。
在Project选项卡中，您可以从工具箱中获取DesignXplorer系统，并将它们添加到项目示意图中。
根据前一节所述，DesignXplorer系统允许您对项目执行不同类型的参数分析。
一旦将系统添加到项目示意图中，就可以编辑系统中的单元格来打开这些单元格的选项卡。
项目示意图
首先，您将在项目示意图中创建包含系统和模型的项目。
然后您可以选择这些系统中的哪些参数将通过参数设置栏暴露在DesignXplorer系统中。
一旦系统和参数集被定义，您就可以添加您需要的DesignXplorer系统。
一个包含DesignXplorer系统的项目示意图看起来如下:
工具箱
当您查看项目示意图时，可以从designplorer工具箱中找到以下系统模板。
要执行特定类型的分析，请将模板从工具箱拖到参数设置栏下面的项目示意图上。
当您查看一个选项卡时，工具箱将显示可以添加到基于当前选择的单元格的Outline视图的项。
例如，如果您在响应Surface选项卡中，在Outline视图中选择一个响应点单元格，工具箱将包含您可以添加到该响应点的图表模板。
双击模板或将其拖放到Outline视图中选择的单元格中，将其添加到Outline中。
或者您可以在选择Outline视图中的Charts文件夹或响应点单元格时，使用适当的右键菜单选项插入图表。
组件标签
一旦将指定的设计器系统添加到项目示意图中，您就可以通过系统中的单元格打开组件选项卡。
每个选项卡都是一个工作空间，您可以在其中设置分析选项、运行分析和查看结果。
例如，如果你右键单击实验单元的设计，选择Edit，相应的实验选项卡设计将打开，显示以下配置:
您将看到这个窗口配置，用于您编辑的任何designplorer系统组件。
可见四种观点:
Outline:
提供组成您正在编辑的组件的主要对象的层次结构。
根节点上的状态图标，也称为模型节点，告诉您数据是最新的还是需要更新的。
它还可以帮助您了解更改对组件和参数属性的影响。
一个快速的帮助信息与不同的状态相关联。
当需要关注状态时，它特别有用（），因为它解释了当前配置中什么是无效的。
要显示quickhelp消息，请单击模型节点右侧的help列中的Information按钮
在结果对象节点（响应点、图表、minmaxsearch等）上，一个状态图标显示对象是最新的还是过时的，可以帮助您了解对象的当前状态。
如果您更改了实验设置的设计，则对应的图表的状态图标将会被更新，考虑到即将发生的更改。
对于结果对象的更新失败状态（），您可以尝试在选择它的节点时使用适当的鼠标右键菜单选项来更新该对象。
Table表:
提供与该组件关联的数据的列表视图。
标题栏包含表定义的描述。
右键单击表的一个单元，以导出CSV文件中的数据表（逗号分隔值）。
在表视图中，通过模拟获得的输入参数值和输出参数值显示在黑色文本中。
基于响应面的输出参数按照选项对话框中指定的不同颜色显示。
有关细节，请参见响应面选项。
Properties:
属性:
提供对Outline视图中选择的对象的属性的访问。
例如，当在Outline中选择一个参数时，您可以设置它的围。
当选择响应面节点时，您可以设置其元模型类型和相关选项。
当一个图表被选中在大纲中，你可以设置它的绘图属性，等等。
Properties视图显示在Outline视图中选择的图表或响应点的输出值。
从模拟获得的输入参数值和输出参数值显示在黑色文本中，而基于响应面的输出参数显示在不同的颜色中，在选项对话框中指定。
有关细节，请参见响应面选项。
注意:
在Properties视图中，输出参数值的着色约定不应用于计算的最小值和计算最大值;这些值总是以黑色文本显示。
Chart or Results图表或结果:
显示可用于不同设计人员系统单元格的各种图表。
右键单击图表，在CSV（逗号分隔值）文件中导出数据图表。
本节仅为目标驱动优化研究的优化选项卡标记结果。
注意，即使系统已经过时，您也可以插入和复制图表（或者响应面单元格的响应点）。
如果系统已经过时，当系统更新时，图表将显示并更新图表视图。
对于任何在更新系统前插入图表的设计器单元格，在更新结束时默认插入单元格所支持的所有类型的图表。
如果一个单元格已经包含了一个图表，那么在默认情况下没有插入新的图表（对于响应面，如果没有响应点，默认情况下会插入一个响应点）。
有关更多信息，请参见使用DesignXplorer图表。
ContextMenu上下文菜单
当您在编辑组件时，右键单击ProjectSchematic中或Outline视图中的组件节点上的designplorer组件时，右键单击上下文菜单提供了与该组件及其状态相关的以下选项:
更新、预览、清除生成的数据，以及刷新。
这些操作只在选定的组件上执行。
2.Parameters
2.1输入参数InputParameters
输入参数是那些参数，这些参数定义了对正在进行调查的模型的分析的输入。
输入参数具有可更改的预定义围。
这些包括（并且不限于）CAD参数、分析参数、设计模型参数和网格参数。
CAD和DesignModeler输入参数包括长度、半径等;分析输入参数可能包括压力、材料性能、材料、薄板厚度等;网格参数可包括物体的相关性、棱镜层数或网格大小。
当你在ANSYSDesignXplorer中开始设计实验分析时，使用每个输入参数的当前值的+/-10%的默认值来初始化参数围。
如果有任何参数的当前值为0.0,那么初始参数围将被计算为0.0→10.0。
由于DesignXplorer没有意识到参数的物理限制，所以您需要检查指定的围是否与参数的物理限制兼容。
理想情况下，参数的当前值将位于上下绑定围的中点，但这不是一个要求。
有关定义输入参数围的详细信息，请参阅定义连续输入参数，并定义可制造值的围。
当您为输入参数定义一个围时，相对变化必须在其当前单元中等于或大于1e-10。
如果相对变化小于1e-10，则可以调整变化围或禁用参数。
如果您禁用了一个输入参数，它的初始值将被用于设计探测研究。
如果您在研究期间更改了一个禁用的输入参数的初始值，那么所有的结果都是无效的。
一个禁用的输入参数在每个设计器系统中可以有不同的初始值。
输入参数可以是离散的或连续的，每一个参数都有特定的形式。
2.2输出参数OutputParameters
离散参数物理表示模型的不同配置或状态。
一个例子就是几何上的洞数。
离散参数允许在同一参数研究中分析不同的设计变量，而不必为并行参数分析创建多个模型。
有关更多信息，请参见定义离散输入参数。
连续参数在一个由用户定义的较低和上界之间的连续的方式上变化。
例如CAD尺寸或负载大小。
连续参数允许您在一个定义围分析一个连续的值，每个参数代表设计的一个方向，并在DOE和响应面上作为一个连续函数处理。
有关更多信息，请参见定义连续输入参数。
对于连续参数，您也可以将可制造的值过滤器应用于参数。
可制造的价值代表真实世界的制造或生产限制，如钻头尺寸，薄板金属厚度，和容易得到的螺栓或螺丝。
通过将可制造的值过滤器应用到一个连续的参数，您可以确保只有那些实际代表制造能力的参数被包含在后处理分析中。
有关更多信息，请参见定义可制造的值。
输出参数
输出参数是由几何图形生成的参数，或者是来自分析的响应输出。
这些包括（而且不限于）体积、质量、频率、应力、热流、元素的数量等等。
导出参数
派生参数是特定的输出参数，定义为输出或输入参数的分析组合。
根据定义，导出的参数是通过使用你提供的方程式从其他参数计算出来的。
它们是在系统中创建的，并作为输出参数传递给ANSYSDesignXplorer。
有关更多信息，请参阅使用参数和设计点。
工作流
要在ANSYSdesignplorer中运行参数分析，您需要:
创建您的模型（在DesignModeler或其他CAD软件中），并将其加载到工作台可用的分析系统中。
选择要使用的参数。
向项目添加您想要使用的设计器特性。
设置分析选项和参数限制。
更新分析。
查看设计勘探分析的结果。
生成一个项目报告来显示分析结果。
3.DesignXplorerSystems
1）ParametersCorrelationSystem参数相关系统
您可以使用参数关联系统来识别主要的输入参数。
这是通过分析它们的相关性和每个输出参数的输入参数的相对权重来实现的。
的确，当您的项目有许多输入参数（超过10或15）时，构建一个精确的响应面将成为一个昂贵的过程。
因此，建议使用参数相关特性来识别主要的输入参数，以便在构建响应面时禁用较小的输入参数。
输入参数越少，构建的响应面就越准确，成本也越低。
参数关联系统包含以下组件:
参数的相关性
2）ResponseSurfaceSystem响应面系统
每个输出参数都有一个响应面。
输出参数用输入参数表示，输入参数被视为自变量。
对于确定性的方法，所有输出参数的响应面由两个步骤生成:
根据实验设计确定所有设计点的输出参数
使用回归分析技术拟合输出参数作为输入参数的函数
响应面系统包含以下单元格:
实验设计；响应面
3）GoalDrivenOptimizationSystems目标驱动优化系统
您可以使用目标驱动的优化来描述一系列设计目标，这些目标将被用来生成优化的设计。
可以对目标和约束定义并分配给每个输出参数。
目标可能在重要性方面有权重。
有两种类型的目标驱动优化系统:
响应面优化和直接优化。
响应面优化GDO系统包含以下组件:
实验设计；响应面；最佳化。
直接优化GDO系统包含以下组件:
最佳化
4）SixSigmaAnalysisSystem六西格玛分析系统
六西格玛分析（SSA）是一种分析技术，用于评估不确定输入参数和模型假设的影响。
六西格玛分析可以让你确定模型中不确定因素影响分析结果的程度。
“不确定性”（或随机数量）是一个参数，其值不可能在给定的时间点（如果它是时间依赖的）或在给定的位置（如果它是位置依赖的）确定。
一个例子是环境温度:
你不可能精确地知道某城市某一周的温度会是多少。
六西格玛分析系统包含以下组件:
实验设计（SSA）；响应面（SSA）；六西格玛分析。
3.1ParametersCorrelationComponentReference
用斯皮尔曼或皮尔森的产品力矩系数来评价参数之间的线性关联。
为了证明输入参数与输入参数之间的相关性，以及输出参数对输入参数的敏感性，产生了一个相关/灵敏度矩阵。
利用参数的二次回归确定系数，评价了参数间的非线性（二次）关联。
如果有任何与线性先锋号或皮尔逊相关系数无法检测的二次相关信息，则在参数之间生成一个确定矩阵。
1）CorrelationScatterChart相关性散点图
显示一个参数对的样本散点图。
两个趋势线，线性和二次曲线，被添加到参数对的样本点。
趋势线方程显示在图表图例中。
图表显示了线性和二次趋势参数对之间的相关性程度的图形表示。
您可以通过右键单击关联矩阵图中的关联单元，并选择Insertvs相关散射，创建一个给定参数组合的相关散点图。
要查看相关散点图，请在Outline视图的图表节点下选择相关分散。
使用属性视图如下:
属性:
选择要在X轴和Y轴上显示的参数。
启用或禁用二次和线性趋势线的显示。
对二次曲线和线性趋势线的确定系数和方程进行了分析。
更改各种通用图表属性。
2）CorrelationMatrixChart相关矩阵图
提供有关参数对之间的线性相关的信息。
关联的程度用矩阵的颜色表示。
将光标置于某个特定的方块上，将显示与该方块相关的两个参数的相关值。
为了查看相关矩阵图，在Outline视图的图节点下选择相关矩阵。
使用属性视图如下:
属性:
启用或禁用图表上显示的参数。
更改各种通用图表属性。
3）DeterminationMatrixChart确定矩阵图
提供有关参数对之间的非线性（二次）相关性的信息。
关联的程度用矩阵的颜色表示。
将光标置于某个特定的方块上，将显示与该方块相关的两个参数的相关值。
为了查看测定矩阵图，在Outline视图的图表节点下选择判定矩阵。
使用属性视图如下:
属性:
启用或禁用图表上显示的参数。
更改各种通用图表属性。
4）SensitivitiesChart敏感图
允许您以图形方式查看每个输出参数对输入参数的敏感性。
要查看敏感性图表，请在Outline视图的图表节点下选择敏感性。
使用属性视图如下:
属性:
图表模式:
设置为Bar或Pie。
启用或禁用图表上显示的参数。
更改各种通用图表属性。
5）DeterminationHistogramChart确定直方图图
确定直方图可以看到输入参数对给定输出参数的影响。
完整的模型R2表示输出参数的可变性，可以用输入参数和输出参数之间的线性（或二次）相关性来解释。
这些条的值对应于所选输出相关的每个输入的线性（或二次）确定系数。
要查看确定的直方图，请在Outline视图的图表节点下选择确定直方图。
使用属性视图如下:
属性:
判定类型:
设置为线性或二次。
阈值R2:
允许您通过隐藏输入参数来筛选输入参数，其确定系数低于给定的阈值。
选择输出参数
更改各种通用图表属性。
3.2ResponseSurfaceComponentReference响应面组件引用
根据所选响应面类型，从DOE设计点的输入和输出值构建响应面。
在ResponseSurface选项卡中，您可以查看输入参数限制和初始值，设置响应面算法的属性，查看响应点表，并查看几种类型的响应图表。
响应面类型算法的选择：
标准响应面-完整的二阶多项式；克里格；非参数回归；神经网络；稀疏的网格
1）ResponseChart响应图
响应图可以图形化地查看每个输入参数对显示的输出参数的影响。
选择Outline中的响应单元，以显示图表视图中的响应图表。
您可以通过右键单击响应图表并选择探究响应面，插入作为设计点，插入作为提纯点或插入作为验证点来添加响应点到响应面表。
使用属性视图如下:
属性：
显示参数全名:
指定完整参数名称或参数ID是否显示在图表上。
模式:
设置为2D、3D或2D片。
沿着X的图表分辨率:
设置你想要出现在X轴响应曲线上的点的个数。
默认为25。
沿着Y的图表分辨率:
设置你想要出现在Y轴响应曲线上的点的个数（对于3D）。
默认为25。
片的数量:
设置片的数量（对于具有连续输入参数的2D片）。
显示设计点:
指定设计点是否显示在图表上。
选择输入参数显示在X轴，Y轴（3D），切片轴（2D切片）。
选择输出参数显示在Z轴（3D）或Y轴（2D和2D切片）。
使用滑块或下拉菜单更改未显示的输入参数的值，以查看它们如何影响显示参数的值。
您可以在滑块上方的框中输入特定值。
查看所选择的输入参数值集的插值输出参数值。
更改各种通用图表属性。
2）LocalSensitivityCharts局部灵敏度图表
允许您以图形方式查看更改每个输入参数对输出参数的影响。
在“outline大纲”中的“响应点”下方选择本地灵敏度或局部灵敏度曲线图单元，以在“图表”视图中显示图表。
使用“属性”视图，如下所示：
属性：
ChartMode图表模式：
设置为栏或饼图（局部灵敏度图）。
AxisRange轴围：
设置为使用输出参数的最小最大值或使用曲线数据（局部灵敏度曲线图）。
ChartResolution图表分辨率：
设置每条曲线的点数。
默认为25。
使用滑块更改输入参数的值，以查看每个输出的灵敏度变化。
查看所选输入参数值集合的插输出参数值。
更改各种通用图表属性。
3）SpiderChart蜘蛛图
允许您可视化改变输入参数同时对所有输出参数的影响。
在Outline中选择蛛网图单元，以在图表视图中显示图表。
使用属性视图如下:
属性:
使用滑块更改输入参数的值，看看它们如何影响输出参数。
查看所选择的输入参数值集的插值输出参数值。
更改各种通用图表属性。
您也可以以不同的方式查看这个图表数据。
首先，右键单击图表背景，选择编辑属性，并将图表类型更改为并行坐标。
然后单击Outline视图中的响应点的蜘蛛单元，并在Properties视图中使用输入参数sliders，查看各种输入参数的具体设置如何改变输出参数，这些参数在图中平行的“Y”轴上进行排列。
3.3OptimizationComponentReference优化组件引用
GoalDrivenOptimization目标驱动优化（GDO）是一种受限制的多目标优化技术，其中“最佳”可能的设计是从给定参数设定的目标或约束的样本集中获得的。
每种类型的GDO系统（响应面优化和直接优化）都包含一个优化组件。
DOE和ResponseSurface单元的使用方式与本节前面所述的相同。
对于直接优化，也可以创建数据传输。
MethodName：
MOGA、NLPQL、MISQP、Screening、AdaptiveSingle-Objective自适应单目标、AdaptiveMultiple-Objective自适应多目标。
1）ConvergenceCriteriaChart收敛标准图
允许您查看每个迭代优化方法的收敛标准的演变，并在每次迭代后更新。
它不适用于筛选优化方法。
“收敛标准”图表是默认优化图表，因此除非选择了其他类型的图表，否则显示在“图表”视图中。
在“大纲”视图中选择“融合条件”节点时，“属性”视图将以只读模式显示与所选优化方法相关的收敛标准。
收敛标准图可以更改各种通用图表属性。
优化更新完成后，图表仍然可用。
图例显示了收敛标准的颜色编码。
2）HistoryChart历史表
允许您在更新过程中查看单个启用的目标/约束、输入参数或参数关系的历史。
对于迭代优化方法，将在每次迭代之后更新历史图表。
对于筛选优化方法，只有在优化完成时才更新。
在Outline视图下的域节点下，选择目标和约束节点下的项目或输入参数或参数关系。
当选择对象时，Properties视图将显示对象的各种属性。
对于这两种类型的历史图表，可以更改各种通用图表属性。
在图表视图中，颜色编码的图例允许您解释图表。
在Outline视图中，历史图表的sparkline图形显示在每个目标/约束和输入参数对象的旁边。
3）CandidatePointsResults候选点的结果
候选点结果对象由图和表视图组成，以显示候选点和数据，以获得一个或多个选定的参数。
图表视图显示了一个颜色编码的图例，它允许您解释样本、由优化确定的候选点、手动插入的候选点以及通过设计点更新验证输出值的候选点。
在表视图中，通过模拟计算的输出参数值显示在黑色文本中，而从响应面计算的输出参数值显示在选项对话框中指定的自定义颜色中。
有关细节，请参见响应面选项
在优化选项卡大纲视图的结果节点下选择候选点。
属性:
（应用于表格和图表视图的结果）
DisplayParameterRelationships显示参数关系:
选择在候选点表中显示参数关系。
DisplayFullParameterName显示完整的参数名称:
选择在结果中显示完整的参数名。
ShowCandidates显示候选人:
选择在结果中显示候选人。
ColoringMethod着色方法:
指定结果是否根据候选类型或源类型着色。
ShowSamples显示样本:
选择在结果中显示样本。
ShowStartingPoint显示起始点:
选择显示图表上的起始点（NLPQL和MISQP）。
ShowVerifiedCandidates显示验证候选:
选择在结果中显示已验证的候选项（仅对响应面进行优化）。
启用或禁用输入和输出参数的显示。
在图表视图中为结果更改各种通用图表属性。
4）TradeoffChart权衡图表
允许您查看由GDO生成的示例创建的Pareto战线。
选择流程图中的Tradeoff图表单元格，以显示图表视图中的图表。
使用属性视图如下:
属性:
图表模式:
设置为2D或3D。
NumberofParetoFrontstoShow帕累托阵线的数量显示:
在图表上显示的帕累托阵线的数量。
Showinfeasiblepoints显示不可行点:
启用或禁用不可行点的显示。
（当定义约束时可用）
单击图表上的一个点，显示一个参数部分，它显示了这个点的输入和输出参数的值。
设置要显示在X轴和y轴上的参数。
更改各种通用图表属性。
5）SamplesChart样品图
允许您在视觉上探索一个给定的目标集合。
在大纲图中选择样本图单元格，以显示图表视图中的图表。
使用属性视图如下:
属性:
图表模式:
设置候选人或帕累托阵线。
对于Pareto前线，可以设置以下选项:
帕累托阵线的数量显示:
要么输入值，要么使用滑块来选择显示的帕累托阵线的数量。
着色方法:
可设置为每个样本或帕累托前沿。
显示不可行点:
启用或禁用不可行点的显示。
（当定义约束时可用）
单击图表上的一行，以显示参数部分中该行的输入和输出参数的值。
使用已启用的复选框启用或禁用图表上的参数轴显示。
更改各种通用图表属性。
6）SensitivitiesChart敏感图
可以以图形方式查看全球每个输出的敏感参数对输入参数。
图表选择敏感性细胞在大纲中的图表显示图表中的图表视图。
使用属性视图如下:
属性:
图表模式:
设置为Bar或Pie。
启用或禁用图表上显示的参数。
更改各种通用图表属性。
3.4SixSigmaAnalysisComponentReference六西格玛分析组件
六西格玛分析（SSA）系统由一个实验单元的设计、一个响应面单元和一个六西格玛分析单元组成。
实验单元的设计允许您设置输入参数并生成分析的样本。
响应面的响应面与标准响应面分析的响应面相同。
6西格玛分析单元允许你建立分析类型并查看分析结果。
默认情况下，六西格玛分析包括所有输入参数，并将其设置为不确定性参数。
当您运行6西格玛分析时，您需要设置SSADOE的不确定性参数。
如果您想要将任何输入参数视为确定性参数，请在SSADOEOutline视图的这些参数旁边取消选中该复选框。
1）DesignofExperiments（SSA）实验设计（SSA）
6SigmaAnalsys系统中实验部件的设计与其他系统中实验部件的设计是一样的，只有输入参数被指定为不确定参数。
在解决DOE之前，您需要设置输入参数选项。
2）六西格玛分析
一旦将分配函数分配给DOE中的输入参数，就可以更新项目以执行6西格玛分析。
一旦分析完成，在项目中编辑六西格玛分析单元，看看结果。
3）SensitivitiesChart敏感图（SSA）
允许您以图形的方式查看每一个输出参数对6西格玛分析的输入参数的敏感性。
在大纲视图中选择“灵敏度图表”单元格，以显示图表视图中的图表。
4.using如何使用
4.1UsingParametersCorrelation使用参数的相关性
基于目标驱动优化（GDO）和六西格玛分析（SSA）的有限元分析框架在求解时间问题上一直是一个挑战，尤其是在有限元模型大的情况下。
例如，在SSA中运行数百或数千个有限元模拟并不少见。
如果一个模拟运行需要几个小时才能完成，那么在数千甚至数百个模拟
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