基于modeFRONTIER的离合器碟形弹簧多目标优化设计

分析了离合器碟形弹簧的工作特性,以在摩擦片极限磨损范围内碟形弹簧工作压紧力变化量的平均值最小及碟形弹簧体积最小为优化目标,运用统一目标函数法建立多目标优化设计数学模型,利用modeFRONTIER优化软件进行优化计算。结果表明,优化后碟形弹簧的相关性能得到显著提高,目标函数值分别下降了36%和6%。modeFRONTIER软件解决优化问题,使用简便、算法高效,提高了设计效率。

基于modeFRONTIER的车身关键截面优化方法

根据车身概念设计阶段中关键截面外形受到车身造型和内部空间的约束,提出了一种具有满足截面性能指标的截面加强板形状优化生成方法。该方法采用节点法的思想,将加强板分成若干个节点,通过节点控制加强板的形状,基于modeFRONTIER软件采用多目标遗传算法(MOGA-Ⅱ)进行求解。针对某车型A柱梁截面的加强板,通过建立多目标优化设计模型进行了求解,验证了该方法的有效性。

基于modeFRONTIER软件的空气动力学多目标智能优化

为了使Ahmed模型气动阻力和气动升力同时最优化,研究多目标智能优化方法在汽车空气动力学领域的工程应用价值,文章采用modeFRONTIER软件搭建优化流程。本研究采用优化拉丁超立方试验设计方法对变形参数进行采样,经过CFD仿真后,选择神经网络搭建近似模型建立参数与阻力系数和升力系数的对应关系,然后使用多目标遗传算法进行优化。优化后,Ahmed模型阻力系数降低了46.6%,升力系数降低了36.5%。实践证明,基于modeFRONTIER软件的空气动力学多目标智能优化方法具有较高工程应用价值。

基于仿真模型与试验汽车排气消声器多目标优化

安装消声器是降低汽车发动机排气噪声的主要手段,其设计的合理性对降低车辆噪声具有积极意义。针对所研究的某改款车型发动机排气噪声超目标进行优化研究,在GT-Power中建立发动机声学仿真模型,为提高仿真计算效率,提出质量流模型代替发动机模型,并使用试验数据对质量流模型进行修正。根据仿真结果,以2 800 r/min、3 000 r/min发动机转速下二阶声压级和2 200 r/min发动机转速下四阶声压级为优化目标,以后消声器结构参数为变量,使用modeFRONTIER软件联合质量流模型,采用modeFRONTIER软件特有的多策略pilOPT算法对排气消声器进行多目标优化。结果表明修正后的质量流模型可以很好地提高仿真计算精度。通过modeFRONTIER进行优化设计,在特定转速2 200 r/min~3 000 r/min,关注阶次的噪声最大降低1.6 dB(A),满足降噪要求,验证优化方法的有效性得到验证,优化效率也得以提高。

基于MF和CONVERGE的发动机燃烧参数对NO_(x)排放的优化分析

随着汽车仿真模拟技术的发展,该技术在汽车工业研发和优化中使用越来越普遍。意大利ESTECO公司的多目标优化软件modeFRONTIER与多种软件具有较高的耦合性,也可通过间接接口与新一代热流体分析软件CONVERGE耦合对发动机进行仿真优化。本文在Windows系统中,通过在modeFRONTIER中设定输入和输出变量、输入和输出文件、优化算法策略和目标、软件调用和执行的DOS程序,可进行发动机燃烧参数对氮氧化物(NO_(x))排放的仿真优化分析,得到直观的优化历程图、优化结果图、变量相关性分析图等,以便更好地指导发动机优化实验的进行,提高发动机优化工作的效率。

木贼属植物仿生薄壁结构的耐撞性优化

利用ABAQUS有限元软件构建木贼属植物仿生薄壁结构(horsetail-bionic thin-walled structure,HBTS)在侧向冲击下的数值模型,分析了结构的壁厚、内径和肋骨数对其耐撞性能和变形模态的影响。结果表明:肋骨数和整体壁厚的增加会明显提高HBTS的比吸能和最大峰值载荷,HBTS不同部分的壁厚变化显著影响其变形模态和耐撞性能。为了综合考虑HBTS各部分的壁厚、肋骨数、内径5个参数对耐撞性能的影响,集成modeFRONTIER优化软件与ABAQUS软件,通过参数化建模在设计空间上构建有限元模型,建立比吸能和最大峰值载荷的Kriging代理模型。使用基于Kriging代理模型的多目标优化方法获取Pareto前沿,以同时实现比吸能最大化和峰值载荷最小化。最后分析了Pareto前沿面上各HBTS的设计参数分布情况,并验证了优化结果,该方法可为薄壁结构的优化设计提供新思路。

基于多目标优化的发动机性能模型标定

本文引入多目标优化方法对发动机性能仿真模型进行标定。应用GTpower和ModeFrontier进行多目标优化标定,通过合理选择优化输入变量,以发动机扭矩和发动机比油耗作为目标变量,克服了传统标定方法耗时长,误差大(通常控制在5%以内)的缺点。仿真结果表明,应用多目标优化对性能仿真模型标定不仅具有速度快、精度高、智能化等优点还能提供输入输出相关性分析,为发动机后续设计开发提供技术依据。

轴向磁通永磁电机转矩特性分析和优化

近年来汽车行业进入了电动化时代,轴向磁通永磁电机在功率密度和转矩密度方面的表现更好,受到各大汽车厂商的认可。针对轴向磁通永磁电机的电机特性,本文提出了一种降低转矩波动的优化设计方法,分析了电机结构参数对其转矩和转矩波动的影响,根据各参数对转矩和转矩波动影响显著性的不同,提取其中较为敏感的结构参数变量,基于DOE算法,结合modeFRONTIER软件进行优化分析。结果表明,所提出的优化设计方法可有效提升电机输出转矩且降低转矩脉动。

用软件对冰箱进行整体优化

本文阐述了使用国外商业优化软件modeFRONTIER和流体计算软件STAR-CD进行伊莱克斯冰箱整体优化的方法。根据设计变量和设计要求,用较少的计算次数得到了三目标优化的Pareto解集,并根据实际需要,从中选择了最优解,避免了简化多目标优化的漏解问题。其中也介绍了辅助理解优化过程的概念,如试验设计、遗传算法、响应面方法、稳健设计优化等。

某三缸发动机性能分析与优化

某三缸发动机原设计为增程器用发动机,现将该款发动机改为传统汽车用发动机,主要是通过对发动机燃烧室、气道、进排气歧管进行重新设计,提高发动机的功率和扭矩,样机试验后,发动机的油耗比较理想,但是最大功率和扭矩没有达到设定目标。通过GT power软件搭建发动机模型,并联合modefrontier优化软件对进气歧管结构、进气凸轮型线、配气相位进行优化,最终获得两个方案:功率最大化和扭矩最大化方案。功率最大化方案的最大功率为55.25kW/5250rpm,扭矩106N·m/4250rpm;扭矩最大化方案的最大功率为50kW/5250rpm,108.1N·m/3500rpm,优化结果达到预期目标。

基于几何特征参数控制的翼型设计方法研究

给出了基于双椭圆弧的中弧线方程式,并推导了由茹可夫斯基翼型公式拓展得到的厚度分布方程式,通过将指定的厚度分布均匀布置在中弧线上得到了一种新的翼型设计方法.该方法通过8个参数控制翼型的型线,其中4个参数具有明确的几何意义,其余4个参数可局部调整翼型的型线.利用Modefrontier优化平台将翼型设计程序与气动性能预测程序集成在一起,实现了翼型的优化设计,并以E387翼型为参考设计了一款翼型.结果显示,新翼型的气动性能相对于参考翼型有了显著的提升。研究表明,本文提出的翼型设计方法能够帮助设计者主动的对翼型的几何特征参数进行精准控制,并更好的理解设计过程,弥补了现有的翼型设计方法在主动进行几何特征参数控制上的不足。

催化吸收稳定系统的多目标优化

将多目标优化软件modeFRONTIER同化工流程模拟软件PRO/Ⅱ相结合,模拟催化吸收稳定系统,并采用遗传算法多目标优化产品质量和能耗。优化结果表明干气与冷、热负荷都存在较明显的Pareto关系,根据Pareto解集可得出优化点,优化后干气质量提高了12.8%,冷、热负荷分别降低了4.4%和4.92%。这为优化催化吸收稳定系统的设计和实际操作提供了依据。