Tosca流体拓扑优化

Tosca

高级拓扑和非参数优化

Tosca 是什么？

Tosca 是一个优化套件，可提供基于有限元分析 (FEA) 和计算流体动力学 (CFD) 模拟的高效且强大的结构和流动优化解决方案。

现有的设计通常只需要很小的改变就可以提高产品的整体性能。

Tosca 优化方法为设计人员提供了改进设计所需的见解，以在不影响性能的情况下减少重量和成本等因素。

为什么使用 Tosca 进行优化？

加快概念设计，缩短上市时间。
支持制造就绪型产品设计。
减轻重量并确保最高结果质量，以带来可靠的零部件。
避免易错且耗时的模型简化。
利用真实仿真的优势，并在优化过程中直接处理非线性。
允许用户创建流体流程设备，减少设备压降并改善流动均匀性。
在直观的图形用户界面中以交互方式定义结构优化任务：Abaqus/CAE 中的 Optimization 模块、Tosca ANSA environment (Tae)、Tosca Structure.gui。

视频介绍

Simuia Tosca 优势

更轻、更便宜、更坚固的零件

使用 TOSCA 进行结构拓扑优化

Tosca 结构拓扑优化模块通过在给定的设计空间，满足指定加载工况和边界条件进行优化计算，得到最优设计。可帮助客户显著缩短设计时间、提供更高水准的设计、节省材料、减轻重量。 Tosca 结构拓扑优化支持的约束或目标包括：刚度（柔度或位移）“固有频率、反应力（内力或反作用力）、频响位移、速度和加速度、重量、体积质心位置、惯量以及声学特性等。Tosca 也支持在拓扑优化中可以施加一系列的制造约束如：面约束、钻孔约束、拔模约束、周向旋转约束、对称约束等。 Tosca 结构拓扑优化是一种市场领先的结构优化技术，它使用行业标准的有限元分析 (FEA) 工具 Abaqus 来生成独特且可持续的设计。Tosca 结构拓扑优化提供了广泛的优化解决方案，从早期概念设计到具体设计改进。

主要特征

应用领域

流动性能、效率和质量

使用 TOSCA 进行流体优化

Tosca Fluid拓扑优化主要用于一个特定设计空间，进行流道的拓扑优化设计，实现最低的压力损失，尽可能避免回流现象，支持内流、稳态、单相流；同时Fluid也可以用于降低出入口压力差、平衡两个出口流速、声压优化等。

Tosca Fluid 具有针对组件和系统的独特设计和非参数流体流动拓扑优化技术。利用设计灵活性，为定义的设计空间和流程任务创建创新、优化的设计理念。流体优化Tosca Fluid可以与目前主流的CFD工具集成，一次CFD运行即可进行优化，拥有非常易用的GUI界面。

主要特征

与顶级 CFD 求解器（Star-CCM+、ANSYS Fluent）无缝集成，可实现当前 CFD 模型的持续重用性以及高质量结果
完整的设计灵活性，无需耗时的参数化、脚本或代码耦合
基于给定的流程任务和可访问的设计空间的创意设计概念；无需初步设计。
优化利用可用的设计空间
适用于具有任意复杂设计空间的大型工业模型
对于优化，运行一次 CFD 求解器就足够了
对于自动化设计开发，可以使用 CFD 分析技术，重点是降低压降和提高流量均匀性
高保真优化可降低噪音水平并提高分流比
强大的图形用户界面，允许简单的后处理和几何生成最佳设计建议

应用领域

提高效率 – 减少压降
热交换器中的流量分布优化
中冷器进气软管的压降优化

功能

Tosca形貌加强筋优化

Tosca Structure的Bead模块用于优化板壳结构中加强筋的位置和方向，通过在饭金结构中添加加强筋能够提升钣金件的弯曲刚度以及板壳结构的动力学（振动）特性以及提高饭金件的疲劳寿命。

使用Bead模块,，往往只需2-3次求解迭代即可完成复杂模型清晰的加强筋布局优化。

Tosca厚度优化

Tosca Structure的Sizing模块能够完成厚度优化,模块通过参数自动调节如改变壳的厚度参数，从而改善结构的特性如增加刚度的同时降低设计重量、减小局部应力、提高振动频率等。

Sizing求解器允许将每一个壳单元厚度做为设计变量实现自由尺寸优化，也可将一组壳单元厚度做为一个设计变量进行优化，以保证一个指定的设计区域厚度能同时变化，以保证优化结果最终能通过制造实现。