ANSYS高级技术分析指南 优化设计 量,哪个参数是目标函数。以上提到,允许有不超过60个设计变量和不超过100 个状态变量,但只能有一个目标函数。声明优化变量可以用如下的方法: Command OPVAR GUI: Main Menu> Design Opt> Design Variables Main Menu>Design Opt>State Variables Main Menu> Design Opt>Objective 对于设计变量和状态变量可以定义最大和最小值。目标函数不需要给定范 围。每一个变量都有一个公差值,这个公差值可以由用户输入,也可以选择由程 序计算得出。 如果用 OPVAR命令定义的参数名不存在, ANSYS数据库中将自动定义这 个参数,并将初始值设为零 用户可以在任意时间简单地通过重新定义参数的方法来改变已经定义过的 参数,也可以删除一个优化变量[ OPVAR,Name,DEL]。这种删除操作并不真 正删除这个参数,而是不将它继续作为优化变量而已。(参看“执行后修正优化 变量”部分。) 第五步:选择优化工具或优化方法 ANSYS程序提供了一些优化工具和方法。缺省方法是单次循环。指定后续 优化的工具和方法用下列命令 Command OPTYPE GUI: Main Menu> Design Opt>Method/Tool 优化方法是使单个函数(目标函数)在控制条件下达到最小值的传统化的 方法。有两种方法是可用的:零阶方法和一阶方法。除此之外,用户可以提供外 部的优化算法替代 ANSYS本身的优化方法。使用其中任何一种方法之前,必须 先定义目标函数 ●零阶方法(直接法):这是一个完善的零阶方法,使用所有因变量(状态 变量和目标函数)的逼近。该方法是通用的方法,可以有效的处理绝大多数的工 程问题。 ●一阶方法(间接法):本方法使用偏导数,即,使用因变量的一阶偏导数。 此方法精度很髙,尤其是在因变量变化很大,设计空间也相对较大时。但是,消 耗的机时较多。 ●用户提供的优化方法:外部的优化程序( USEROP)可以代替 ANSYS 优化过程。 优化工具是搜索和处理设计空间的技术。因为求最小值不一定是优化的最 终目标,所以目标函数在使用这些优化工具时可以不指出。但是,必须要指定设 计变量。下面是可用的优化工具 单步运行:实现一次循环并求出一个FEA解。可以通过一系列的单次循 环,每次求解前设定不同的设计变量来研究目标函数与设计变量的变化关系。 ●随机搜索法:进行多次循环,每次循环设计变量随机变化。用户可以指 定最大循环次数和期望合理解的数目。本工具主要用来研究整个设计空间,并为 以后的优化分析提供合理解。 等步长搜索法:以一个参考设计序列为起点,本工具生成几个设计序列。 它按照单一步长在每次计算后将设计变量在变化范围内加以改变。对于目标函数 和状态变量的整体变化评估可以用本工具实现ANSYS 高级技术分析指南 优化设计 1-8 量，哪个参数是目标函数。以上提到，允许有不超过 60 个设计变量和不超过 100 个状态变量，但只能有一个目标函数。声明优化变量可以用如下的方法： Command: OPVAR GUI: Main Menu>Design Opt>Design Variables Main Menu>Design Opt>State Variables Main Menu>Design Opt>Objective 对于设计变量和状态变量可以定义最大和最小值。目标函数不需要给定范 围。每一个变量都有一个公差值，这个公差值可以由用户输入，也可以选择由程 序计算得出。 如果用 OPVAR 命令定义的参数名不存在，ANSYS 数据库中将自动定义这 个参数，并将初始值设为零。 用户可以在任意时间简单地通过重新定义参数的方法来改变已经定义过的 参数，也可以删除一个优化变量[OPVAR，Name，DEL]。这种删除操作并不真 正删除这个参数，而是不将它继续作为优化变量而已。（参看“执行后修正优化 变量”部分。） 第五步：选择优化工具或优化方法 ANSYS 程序提供了一些优化工具和方法。缺省方法是单次循环。指定后续 优化的工具和方法用下列命令： Command: OPTYPE GUI: Main Menu>Design Opt>Method/Tool 优化方法是使单个函数（目标函数）在控制条件下达到最小值的传统化的 方法。有两种方法是可用的：零阶方法和一阶方法。除此之外，用户可以提供外 部的优化算法替代 ANSYS 本身的优化方法。使用其中任何一种方法之前，必须 先定义目标函数。 ⚫ 零阶方法（直接法）：这是一个完善的零阶方法，使用所有因变量（状态 变量和目标函数）的逼近。该方法是通用的方法，可以有效的处理绝大多数的工 程问题。 ⚫ 一阶方法（间接法）：本方法使用偏导数，即，使用因变量的一阶偏导数。 此方法精度很高，尤其是在因变量变化很大，设计空间也相对较大时。但是，消 耗的机时较多。 ⚫ 用户提供的优化方法：外部的优化程序（USEROP）可以代替 ANSYS 优化过程。 优化工具是搜索和处理设计空间的技术。因为求最小值不一定是优化的最 终目标，所以目标函数在使用这些优化工具时可以不指出。但是，必须要指定设 计变量。下面是可用的优化工具： ⚫ 单步运行：实现一次循环并求出一个 FEA 解。可以通过一系列的单次循 环，每次求解前设定不同的设计变量来研究目标函数与设计变量的变化关系。 ⚫ 随机搜索法：进行多次循环，每次循环设计变量随机变化。用户可以指 定最大循环次数和期望合理解的数目。本工具主要用来研究整个设计空间，并为 以后的优化分析提供合理解。 ⚫ 等步长搜索法：以一个参考设计序列为起点，本工具生成几个设计序列。 它按照单一步长在每次计算后将设计变量在变化范围内加以改变。对于目标函数 和状态变量的整体变化评估可以用本工具实现