本文使用 Altair Compose进行水量均匀性分析使用 Altair HyperStudy 优化喷头安装位置。优化目标是使各个位置得到水尽可能平均。输入条件喷头的距离-水量特性曲线草坪的起伏形状喷头的数量可供安装喷头的位置等。简单起见本文假设所有喷头都是一样的。1.喷头的距离-水量特性曲线可以通过实验测试得到只需要从喷头位置到最远喷水距离的某条半径线上放置一系列量杯并在实验后记录每个量杯距离喷头的距离和接到的水量即可。以下代码中的x是到喷头的距离y是对应位置的量杯测到的水量。为方便后续计算把距离-水量特性曲线拟合为一条三阶多项式。对应的Compose拟合代码如下测量和拟合得到的喷头的水量特性曲线如下对应的多项式如下2.草坪的起伏形状起伏可以通过 Altair HyperMesh划分网格后导出为FEM文件得到。整个草坪的水量分布可以通过计算网格点的水量得到模型如下处理后的节点坐标文件格式如下 xyz坐标值用逗号分割3.喷头数量及位置假设喷头如下图中的最底部框中的节点所示一共21个每个喷头可以在所在列的节点中选一个进行安装如蓝色箭头所示。这里的id号顺序是有地理位置方面的意义的杂乱无章的id会把优化算法搞糊涂的节点的id号就是后续HyperStudy中的设计变量。这个优化的求解器是 Altair Compose免费版即可计算喷灌水量均匀性的代码如下短小精悍又有注释不解释了哈优化过程需要反复调用该代码计算所以必须后台执行Compose脚本测试方法如下打开dos命令行窗口开始计算前目录下的文件如下输入如下三条命令前面两条只是进入目录最后一句才是执行Compose脚本的命令。如果命令执行后目录下多出两个文件说明运行成功了。variance.txt文件里面只有一个数值代表水量分布均匀性的方差。depth.txt文件里面是所有节点的水量值用于后处理显示。接下来该HyperStudy上场了优化部分正式开始···喷头位置参数化设计变量的范围是离散变量需要在HyperStudy进行设置。如果希望喷头可以安装在草坪的任意位置只需要把每个喷头的x和y坐标作为变量z坐标需要通过后台运行HyperMesh的tcl脚本得到创建一个临时节点沿着z向投影至曲面最后返回该节点的坐标即可。计算还需要草坪坐标文件和oml脚本可以让HyperStudy每次自动copy到计算目录。优化的详细操作步骤如下1.模型参数化这里需要进行参数化的文件是喷头安装位置文件spray_location.txt。也可以选择把这些数据放入oml文件那样的话就参数化oml文件可能这样更符合大家的思维习惯。参数化前文件如下每行代表一个用于安装喷头的节点编号参数化可以使用HyperStudy中的Editor工具也可以直接使用文本编辑器或者用你熟悉的编程语言处理如果你想到的是excel我也没意见。参数化之后的spray_location.tpl文件如下2.注册求解器只需在HyperStudy的Edit/Solver Script下拉菜单弹出对话框中添加一行。3.定义优化模型因为计算需要另外两个文件需要进行Add Resource操作也就是每次计算前把这两个文件复制到当前文件夹结果如下图所示。然后在HyperStudy中设置如下求解模型所有模型都是在当前目录进行的。4.设置变量范围这里需要参考HyperMesh中的节点编号来进行。模型已经在HyperMesh 中按空间位置对节点ID进行了重编号这样有意义的编号可以让HyperStudy更有效地工作 。如上图所示变量spary_10对应100至110这一列节点。5.测试运行如果前面都做对了这里直接点一下Run Definition即可完成计算工作目录下会生成两个新的文件。6.创建方差响应直接把run_00001/m_1目录下生成的variance.txt文件拖入图形区在弹出对话框中全部使用默认选项即可得到数值。7.添加一个优化目标定义为方差最小。8.优化算法优化算法选择GRSM设置迭代次数为100。优化迭代曲线如下优化结果的方差是15.753086。对应优化设计的喷头所在节点ID如下为了显示方便可以在最终喷头位置绘制一个小球只需要如下几行tcl脚本每个迭代目录下都有完整的计算输入和结果文件。最优解的水量云图如下绘制云图需要结果数据具体而言有如下三种方法A.使用HyperMesh中的Matrix BrowserB.写成ASCII格式的结果文件用HyperView查看C.直接使用Compose把结果数据写成h3d文件这里选(C)这是最新技术需要使用商业版Compose软件代码如下【相关内容】HyperStudy在缓冲气囊参数优化中的应用拓扑优化在引擎罩内板概念设计中的应用为什么HyperMesh会出现网格畸变
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