使用CAESES进行阀门设计优化
CAESES自动化生成新的几何变体并耦合CFD求解器来进行模型仿真优化的方法被应用在多种场景下，阀门的设计和优化就是其中之一。这种方法的优势在于能够显著地缩短产品研发时间，并在指定的约束范围内寻找到最优的设计。
阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。阀门优化的主要目的通常是在规定的压降下改善通过阀门的流量，即改善阀门的流量系数或流量因子（该参数是一个表征阀门流动效率相对数值）。
案例：耦合SimericsMP+进行阀门优化
用于本次仿真优化的迪普马四通滑阀
下面将介绍一个阀门的优化案例，为大家呈现使用CAESES并耦合SimericsMP+软件来优化阀门性能的工作流程。
本文的研究对象是迪普马公司的一款四通滑阀，它是一种由电磁或者液压控制的先导式分配结构。我们主要对阀门的两个端口的形状进行优化，使得阀门在施加5 bar的压力时获得最大的流量。出于这样的优化目标，在仿真过程中，将滑阀固定到某一特定的位置。在该位置上，端口P和端口A（下图中蓝色部分）通过滑阀内部的通道（下图中绿色部分）连接，这是该滑阀一个典型的工作状态。
进行优化的滑阀部件
几何变形设置
腔体高度 |
腔体扭转角度 |
腔体变形系数 |
腔帽高度 |
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缸体顶部锥角 |
腔底部倒圆半径 |
外圆半径 |
SimericsMP+自动化仿真
使用CAESES软件中“软件连接”功能，耦合SimericsMP+软件对新生成的几何变体进行仿真分析。首先，在CAESES中，对模型的各个部位以不同的颜色进行区分，然后模型以“按颜色剥离”的STL格式输出。这样模型的各个部位都能以独立的stl文件输出，以方便SimericsMP+软件对模型的各个部位进行识别，从而很方便地进行边界设置（如各部位上不同的网格和边界条件的设置等）并自动生成网格。在SimericsMP+软件的GUI中进行一次设置后，保存spro格式的脚本文件，它将被CAESES软件调用并用于每一个变体的仿真计算。
对于计算结果，CAESES能够自动导入具有完整流场信息的Ensight Gold文件以及包含完整迭代信息的文本文件。后者用于提取优化的目标参数，即前文设定的质量流量。
CAESES软件中软件耦合设置以及优化结果显示
优化过程和结果
滑阀端口各参数对性能影响趋势示意
相较于基准模型，最终优化模型的流量提升了9%，在前两个DoE阶段流量提升了7%，局部优化阶段又提升了2%。并且在优化过程中监控了端口的体积变化，所有的变体体积都在允许的范围内，没有超过限制。在那不勒斯大学工业工程学院对模型进行了试验测试，验证了优化结果的可靠性。值得注意的是，那不勒斯大学工业工程学院的研究人员先前进行了手动优化尝试，得到的优化结果与CAESES自动优化结果性能接近，但是该工作耗费了他们几个月的时间，而采用CAESES自动化的优化流程仅仅需要几天的时间。
初始模型（蓝色）和优化模型（红色）对比
——Michele Pacanetto，迪普马公司技术总监
