aitopt 是一款由天洑软件自主研发的智能拓扑优化软件,它通过结合伴随方法、cfd 求解器以及拓扑优化理论来实现对工业产品的多目标优化设计。
软件可广泛应用于航空航天、汽车、能源电力、流体机械等工业领域,能够大幅缩短产品的设计周期,减少设计人员的工作量,并得到令人满意的优化设计结果,从根本上解决早期按照几何作图法不断调整结构参数过程中设计周期长、结果粗糙等问题。在aitopt原有版本基础上经过迭代研发,于2022年1月正式推出aitopt 2022r1版本,主要包含以下特色功能:
① 变密度法拓扑优化;
② 水平集法拓扑优化;
③ 形状优化。
图1 某板内部水路设计
aitopt 2022r1版本目前提供变密度法和水平集法两种拓扑优化方法,帮助用户在产品设计的初期阶段,灵活快速地进行拓扑优化设计。
变密度法是目前拓扑优化领域非常受欢迎的方法之一,该方法经过了大量的工程案例验证,拥有非常好的稳定性和灵活性,适用于任意形状的设计域。
对于复杂几何形状的设计域的天然普适性使其可广泛用于以降低管道流动压力损失、优化出口流动均匀性、提升散热器和换热器性能等多种优化目标的设计优化工作中。
图3 二维/三维散热器优化方案
在产品的详细设计阶段,设计工程师往往需要在已有设计基础上调整产品的局部形状以满足优化设计的需求。aitopt通过伴随方法快速计算几何设计变量的零敏度或几何曲面的表面灵敏度,结合梯度优化算法完成整个形状优化过程的自动寻优。此外,在表面零敏度结果的指导下,用户能够更有效地进行局部形状的变形微调,实现降低运输装备的阻力系数、提升旋转机械产品性能等优化目标。
图4 motorbike 阻力表面敏度
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