Optimierung und Metamodelle
Das Ziel numerischer Simulationen ist im Allgemeinen nicht nur die Prognose der Performance eines vorliegenden Entwurfs. Vielmehr sollen Aussagen über wesentlich Parameter getroffen werden, welche Funktion und Performance maßgeblich beeinflussen. Mögliches Optimierungspotential soll schnell identifiziert und sicher nutzbar gemacht werden. Zur Unterstützung und Beschleunigung von Analyse und Optimierung von strömungstechnischen Designs bietet Simcenter STAR-CCM+ spezielle automatisierte Verfahren zur parametrisierten und parameterfreien Optimierung.
In einer parametrisierten Optimierung werden Eingangsparameter der Berechnung (Abmessungen, Randbedingungen, Materialparameter) in vorgegebenen Grenzen variiert. Durch wiederholende Berechnung mit variierenden Eingangsparametern kann deren Einfluss auf definierte Ergebnisgrößen korrelativ bestimmt werden.
Jede quantitative Benutzereingabe kann parametrisiert werden. Dazu zählen:
- Geometrieabmessungen
- Netzauflösung
- Randbedingungen
- Materialparameter
- Quantitative Auswertung
Die Durchführung und Auswertung einer solchen Parameterstudie erfolgt in Simcenter CCM+ automatisch, bei Bedarf mit temporär verfügbaren Ressourcen (Cloud-Computing) und erweiterter Statistik (Simcenter HEEDS).
Der adjungierte Löser in Simcenter STAR-CCM+ ermöglicht es, eine Gestaltoptimierung auf Grundlage einer Verformung des Netzes während der Berechnung durchzuführen. Für jeden Randknoten des Netzes wird dabei in einem ersten Schritt der Einfluss einer Verschiebung auf eine zu untersuchende Zielgröße (Druckverlust, Widerstand, Auftrieb) ermittelt. Die ermittelte Verschiebung wird auf das Netz aufgebracht und eine erneute Strömungsberechnung durchgeführt. Dieses Verfahren wird iterativ wiederholt, bis ein Optimum der Zielgröße erreicht ist.
