Thiết Kế Động Cơ Điện Dựa Trên Mô Phỏng Tối Ưu Hóa Đa Vật Lý (TT)
Môi Trường Tối Ưu Hóa Của Altair
Môi trường tối ưu hóa thiết kế đa vật lý của Altair được mô tả một cách đơn giản như sau:
Môi trường tối ưu hóa thiết kế đa vật lý: Altair HyperStudy là công cụ chính được sử dụng cho tối ưu hóa và đóng vai trò trong việc thúc đẩy các quy trình và công cụ khác, tạo nên một quá trình nghiên cứu tối ưu hóa toàn diện.
Quy trình thực hiện nghiên cứu tối ưu hóa điển hình: Một thiết kế cơ bản được chọn làm điểm khởi đầu cho tối ưu hóa. Sau đó, một không gian thiết kế được tạo ra bằng cách định rõ các biến (biến thiết kế) ảnh hưởng đến thiết kế. Trong trường hợp này, biến hình dạng được sử dụng để tạo ra biến kích thước và vị trí của nam châm. Sau đó, các yếu tố quan trọng được lựa chọn.
Tùy thuộc vào lựa chọn yếu tố, một hoặc nhiều bộ mô phỏng được sử dụng để đạt được câu trả lời cần thiết. Trong một số trường hợp, việc mô phỏng đồng thời các bộ yếu tố là cần thiết để giải quyết phản hồi phụ thuộc, tức là tình huống đa môi trường. Điều này yêu cầu có đầu ra phụ thuộc thời gian từ một bộ giải để đưa ra kết quả trong bộ giải khác và ngược lại.
Trước khi bắt đầu nghiên cứu, cần phải xác định các tham số nghiên cứu chung và cách thực hiện tối ưu hóa.
Tối ưu hóa dựa trên siêu mô hình: Nếu sử dụng siêu mô hình, RSM (Response surface method) của tất cả các yếu tố được tạo ra từ mẫu trong Thiết kế Thử nghiệm (DoE). Quá trình thăm dò và tối ưu hóa sau đó có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các RS này.
Ưu điểm của tối ưu hóa dựa trên DoE rõ ràng là khả năng sử dụng dữ liệu để giải quyết nhiều câu hỏi khác nhau và xử lý nhiều tình huống thiết kế. Việc này cho phép tối ưu hóa đơn hoặc đa mục tiêu và cho phép bật/tắt các ràng buộc phản hồi theo ý muốn. Các nghiên cứu như vậy có thể thực hiện mà không cần phải tạo ra các mô phỏng mới, dựa vào RSM được tạo từ DoE.
Tổng Quan Về Vấn Đề Thiết Kế
Các giai đoạn của quá trình thiết kế động cơ điện dựa trên mô phỏng:
Giai đoạn 1: Giai đoạn khái niệm cơ bản. Giai đoạn đầu tiên tập trung vào việc phát triển một sự kết hợp cơ bản giữa khái niệm của stator và rotor, với trọng tâm là cấu hình nam châm. Đối với mỗi cấu hình nam châm, thiết kế được tối ưu để tạo ra bộ tham số thiết kế tốt nhất.
Giai đoạn 2: Giai đoạn phát triển đa vật lý. Giai đoạn thứ hai mở rộng phạm vi thiết kế để bao gồm các yếu tố vật lý quan trọng khác trong quá trình phát triển động cơ điện tử. Ngoài việc xem xét các phản ứng nhiệt, đặc tính cơ học và tính từ của vật liệu, bài toán thiết kế còn được bổ sung thêm.
Giai đoạn 3: Giai đoạn tiếp cận hệ thống. Giai đoạn thứ ba tập trung vào việc xem xét động cơ điện trong bối cảnh hoạt động của nó, bao gồm cả các thành phần khác trong hệ thống truyền động. Ban đầu, biến tần được thêm vào để mô phỏng dòng điện thực tế hơn trong quá trình phát triển. Sau đó, phương pháp tiếp cận hệ thống được áp dụng để tính toán hiệu suất và nhiệt độ trong chu kỳ hoạt động của hệ thống truyền động.
Kết Luận
Việc thiết kế động cơ điện dựa trên mô phỏng tối ưu hóa đa vật lý đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng yêu cầu ngày càng khắt khe của thị trường xe hybrid và xe điện. Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ đòi hỏi sự tích hợp đa ngành và đa vật lý, từ điện từ trường, truyền nhiệt, đến cơ học kết cấu, và các yếu tố khác. Quá trình thiết kế dựa trên mô phỏng giúp các kỹ sư tìm kiếm và đánh giá các phương án thiết kế tốt nhất, so sánh giữa các lựa chọn khác nhau và cải thiện hiệu suất và hiệu quả.
Phương pháp tối ưu hóa đa ngành và đa vật lý cho phép tích hợp nhiều yêu cầu thiết kế khác nhau vào quá trình phát triển cùng một lúc, giúp tránh sự phụ thuộc vào việc phát triển theo kiểu nối tiếp và tăng cường hiệu suất thiết kế. Tuy nhiên, để thực hiện tối ưu hóa đa vật lý cần đảm bảo các quy trình hiệu quả và tích hợp chặt chẽ với toàn bộ quá trình phát triển sản phẩm. Việc xây dựng và duy trì các mô hình mô phỏng cũng là điểm quan trọng để đảm bảo tính hiện đại và chính xác của dự án.
Môi trường tối ưu hóa thiết kế đa vật lý của Altair, đã chứng minh vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy quá trình nghiên cứu tối ưu hóa và giúp các nhà thiết kế tìm kiếm giải pháp tối ưu cho các yêu cầu phức tạp. Sử dụng mô hình siêu phản ứng và phản ứng phức tạp giúp tiết kiệm thời gian và nguồn lực, đồng thời cung cấp thông tin quan trọng để định hình hướng thiết kế.
Thinksmart chuyên cung cấp Gói giải pháp công nghệ: 3D Scan + Photogrammetry & RE, Concept/ Industrial Design, Altair Simulation, SLA 3D Printing & CNC, Jig & Fixture, RTM, SMC, Vacuum Forming Plastic, Inspecting, Mockup, Production,…
Chúng tôi sẵn sàng phục vụ đem lại lợi ích vượt mong đợi cho Quý Khách hàng.
