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COMSOL Optimization Module 6.3

Name: COMSOL Optimization Module 6.3
Brand: COMSOL Inc.
SKU: 682

Funciones de COMSOL Multiphysics para configuración y resolución de problemas de optimización

Imagen cedida por COMSOL Inc. y producida con COMSOL Multiphysics

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DESCRIPCIÓN

No importa la disciplina de ingeniería. Una vez que se tiene un modelo de un producto o un proceso, se desea mejorarlo. Optimization Module puede utilizarse en toda la familia de productos COMSOL Multiphysics. Se trata de una interfaz general para calcular soluciones óptimas a problemas de ingeniería. Cualquier entrada de un modelo, sean dimensiones geométricas, formas de piezas, propiedades de materiales, o distribución de materiales, puede ser tratada como variable de diseño, y cualquier salida del modelo puede ser una función objetivo.

Optimization Module calcula las sensibilidades analíticas de la función objetivo para las variables de diseño, considera cualquier restricción impuesta al problema, y utiliza una técnica de optimización basada en el gradiente para encontrar los diseños óptimos. Se basa en el código SNOPT desarrollado por Philip E. Gill de la Universidad de California San Diego, y Walter Murray y Michael A. Saunders de la Universidad de Stanford. El módulo de Optimización puede utilizarse para resolver problemas de optimización de formas, tamaños y topología, así como problemas inversos como estimación de parámetros.

Pyrolysis of Wood with Time-Integrated Objective La pirólisis de la madera es un proceso que implica intrínsecamente multifísica.	Optimization of Chemical Etching Se muestra el perfil de grabado antes (izquierda) y después (derecha) de la optimización. Ambos resultados también muestran la velocidad de flujo y la concentración química en el tiempo final.
Optimization of the Solder Ball Array to Minimize Chip Warpage La tecnología de matriz de rejilla de bolas (BGA) es una tecnología de montaje superficial ampliamente utilizada en el encapsulado electrónico. Por lo general, se consideran dos tipos de bolas de soldadura en la matriz, incluidas las bolas funcionales que se requieren para las conexiones eléctricas y las bolas de soporte que se utilizan solo para refuerzo. En este modelo, la ubicación de las bolas de soldadura de soporte en la matriz está optimizada para minimizar la deformación del chip durante el funcionamiento.	Bow Tie Antenna Optimization Una geometría de antena de pajarita finalizada después de utilizar el solucionador de optimización EGO.
Topology Optimization of an MBB Beam with a Maximum Length Scale Los tamaños de elementos gruesos pueden causar problemas en algunos procesos de fabricación. Este modelo demuestra cómo se pueden ampliar las características de optimización de topología existentes para adaptarse a una escala de longitud máxima.	Optimization of a Waveguide Iris Bandpass Filter — EGO Version La magnitud del campo eléctrico se grafica en la geometría optimizada para una de las frecuencias que debe rechazar el filtro.

Tweeter Dome and Waveguide Shape Optimization La optimización de la forma se utiliza para provocar una respuesta uniforme de un tweeter acústico con respecto a la frecuencia y al ángulo. El modelo se ha simplificado porque los cálculos acústicos de campo lejano ahora admiten la optimización en modelos axisimétricos.	Wheel Rim — Stress Optimization with Fatigue Evaluation Este modelo utiliza la optimización de la forma para reducir la tensión en la llanta de una rueda sin aumentar la masa ni disminuir la rigidez. El comportamiento de la fatiga, mostrado por diferentes colores, se evalúa antes y después de la optimización, lo que sugiere su potencial como método heurístico para la optimización de la fatiga. Si bien la imagen muestra solo un radio de la rueda que se está optimizando, la rueda completa se modela en cada iteración. El uso de la nueva función de simetría de sector en la interfaz de optimización de forma simplifica la imposición de simetría de sector.
Wheel Rim — Topology Optimization with Milling Constraints Este modelo utiliza la función Density Model para optimizar la rigidez de una rueda sujeta a una restricción de masa y restricciones de fresado a lo largo de su eje. La simetría del sector se aplica para reducir la cantidad de casos de carga requeridos y este aspecto se ha simplificado con la nueva función Sector Symmetry en la interfaz Topology Optimization. Además, se ha cambiado la geometría del modelo y se utiliza una longitud de difusión distinta de cero para mejorar la estabilidad.	Maximizing the Eigenfrequency of a Shell Este modelo maximiza la frecuencia propia más baja de una carcasa combinando la función Free Shape Shell con el nuevo paso de estudio Stationary Then Eigenfrequency. La versión anterior de este modelo usaba la característica Polynomial Shell, pero esa característica no puede preservar la continuidad de los vectores normales a través de las aristas.
Optimal Control for Heating of a Rod Este modelo para un calentamiento óptimo de una varilla utiliza la función Control Function y se ha ampliado con más condiciones límite para mayor flexibilidad y consistencia.	Optimization of a Waveguide Iris Bandpass Filter — Transformation Version Este modelo utiliza la función Transformation, disponible en la interfaz de Shape Optimization, para diseñar un filtro de paso de banda de RF. Esta característica incluye la opción de configurar el centro de la escala manualmente o configurarlo según el promedio. Ahora es posible elegir diferentes opciones para las coordenadas individuales, lo que ha permitido simplificar la configuración de este modelo. El modelo también se ha simplificado reemplazando el modelado basado en ecuaciones con la nueva función Sector Symmetry.
Optimization of a Photonic Crystal for Signal Filtering En este modelo, la optimización de la forma se utiliza para diseñar un filtro para una aplicación de óptica ondulatoria. Las posiciones de los pilares (círculos) de GaAs se optimizan mediante la función Transformation, disponible en la interfaz de Shape Optimization. El modelo se ha modificado para permitir que los pilares se muevan una distancia máxima en lugar de tener restricciones de desplazamiento en forma de caja.	Maximizing the Eigenfrequency of a Beam Este modelo maximiza la frecuencia propia más baja de un haz combinando las funciones Density Model y Mirror Symmetry en la interfaz Topology Optimization con el paso de estudio Stationary Then Eigenfrequency.
Bracket — Eigenfrequency Shape Optimization Este modelo demuestra la maximización de la frecuencia propia más baja utilizando la función Free Shape Boundary en la interfaz Shape Optimization. Este enfoque requiere el uso del nuevo paso de estudio Stationary Then Efigenfrequency.	Ten-Bar Truss Optimization El modelo demuestra un caso simple de optimización de un entramado y utiliza la función Control Variable Field para controlar las áreas del entramado. El modelo se ha actualizado para utilizar una nueva discretización para el Control Variable Field, ya que ahora es posible elegir una discretización que sea constante sobre entidades geométricas.
Parameter Estimation with Covariance Analysis* Este modelo demuestra el uso de la matriz de covarianza y verifica la funcionalidad resolviendo la misma optimización muchas veces con diferentes niveles de ruido.

Exporting and Importing a Topology-Optimized Hook En esta optimización topológica de un gancho, la simulación encuentra la distribución óptima del material cuando la parte estructural se somete a dos casos de carga. Este modelo previamente disponible se actualizó para usar las nuevas restricciones de fresado disponibles en la función Modelo de densidad.	Topology Optimization of a Torsion Sphere with Milling Constraints Este ejemplo es un punto de referencia para las restricciones de fresado y resuelve un problema de optimización de topología de par. Sin restricciones de fresado, la forma resultante es una esfera cerrada, pero con restricciones de fresado, la forma resultante es más complicada, como se muestra en la figura. El modelo optimiza la topología con cuatro direcciones de fresado. Se utiliza la simetría para que solo se tengan que considerar dos direcciones de fresado.
Topology Optimization of a Step Thrust Bearing La optimización topológica se utiliza para diseñar un cojinete de empuje escalonado capaz de soportar una gran carga. Los diseños con diferentes números de ranuras se pueden identificar modificando el diseño inicial. El resultado se verifica con una malla ajustada al cuerpo.	Shape Optimization of a Step Thrust Bearing La optimización de la forma se utiliza para diseñar un cojinete de empuje escalonado capaz de soportar una gran carga. Las características de la función de control se utilizan para mover los pasos en la dirección azimutal.
Topology Optimization of a Beam with Milling Constraints La masa de una viga de aluminio se minimiza mediante la optimización topológica sujeta a una restricción de desplazamiento y una carga distribuida. Este modelo previamente disponible se ha modificado para demostrar el uso de las nuevas restricciones de fresado con fresado desde los ejes x e y.	Design Optimization of a Beam La masa de una viga de aluminio se minimiza mediante la optimización de la forma sujeta a una restricción de desplazamiento y una carga distribuida. Este modelo previamente disponible se ha actualizado con una nueva funcionalidad que garantiza la continuidad del vector normal entre los dos polinomios de Bernstein de segundo orden que definen la forma del límite inferior.
Maximizing the Eigenfrequency of a Shell La frecuencia propia más baja de un caparazón se optimiza al deformar su forma mediante la función Polinomial Shell . El límite más a la derecha se fija en la interfaz de Shell , mientras que los otros bordes externos se fijan en la interfaz de optimización de forma .	Topology Optimization of a Sound Partition Considering Acoustic–Structure Interaction Este modelo reproduce un trabajo académico sobre el diseño de una barrera de sonido. La formulación mixta de la interfaz de Mecánica de Sólidos se utiliza para configurar una optimización topológica para la interacción acústica-estructura de la barrera. El diseño resultante se verifica con una malla ajustada al cuerpo.
Bracket — Stress Optimization with Fatigue Evaluation Este ejemplo demuestra la optimización de la forma junto con una evaluación de la fatiga estructural y minimiza la tensión máxima aproximada de un soporte. La masa y la rigidez están restringidas con respecto a los valores iniciales. La vida de fatiga mejora después de la optimización (abajo), en comparación con la geometría inicial (arriba).	Wheel Rim — Stress Optimization with Fatigue Evaluation La tensión máxima aproximada de una rueda se minimiza mediante la optimización de la forma. Se modela la rueda completa, con aplicación de simetría sectorial. El sector utilizado para la evaluación del estrés utiliza una malla más fina.
Wheel Rim — Topology Optimization with Milling Constraints Se optimiza la rigidez de un modelo de llanta de rueda con respecto a 12 casos de carga, utilizando la optimización topológica con restricciones de fabricación. Se modela la rueda completa, con simetría de sector impuesta para la optimización de la forma.

Loudspeaker Spider Optimization La tensión en la araña de forma optimizada se traza en una representación revolucionada. La optimización parte de un diseño plano e introduce arrugas para minimizar la no linealidad de la araña.	Shape Optimization of Coils La función Transformación se utiliza para optimizar la posición radial de algunos rectángulos utilizados para modelar las secciones transversales de una bobina electromagnética. El objetivo es conseguir un campo uniforme en el centro de la estructura y al mismo tiempo minimizar el campo en los extremos de los ejes.
Optimization of a Waveguide Iris Bandpass Filter — Transformation Version El tamaño y las posiciones de algunos rectángulos están optimizados para un filtro RF. El objetivo es mover y escalar algunas contracciones para obtener un buen rechazo fuera de banda, así como una buena respuesta de paso de banda.	Topology Optimization of a Drone El modelo de dron demuestra la optimización de topología 3D con resolvedores iterativos. El objetivo es retener la mayor rigidez posible para dos casos de carga, mientras se elimina el 87,5% del material.
Petzval Lens Optimization Este tutorial muestra cómo configurar una lente de objetivo multielemento. La figura muestra el diagrama de puntos para tres longitudes de onda con un ángulo de campo de 6°, pero en la optimización también se consideran 0° y 9°.	Topology Optimization of a District Heating Network La red de tuberías óptima se traza para un diseño de consumidor rectangular con dos productores de calor. La optimización minimiza el costo de establecer y operar la red, al tiempo que garantiza que ninguno de los habitantes del hogar se congele.
Shape Optimization of a Plate Heat Exchanger Este modelo muestra cómo utilizar la funcionalidad de optimización de forma incorporada para un intercambiador de calor de placas. La forma de la placa de separación está optimizada para aumentar la tasa de transferencia de calor para un flujo impulsado por presión.	Optimization of a Tesla Microvalve with Transient Flow El modelo muestra la optimización de la topología para el flujo transitorio en una válvula Tesla. El flujo tiene una oscilación sinusoidal y el diseño se verifica con una malla ajustada al cuerpo. La figura muestra el trazado de partículas para cinco oscilaciones, donde el color de cada línea representa el tiempo.
Topology Optimization of a Heat Exchanger with Laminar Flow Este modelo muestra la optimización topológica de un intercambiador de calor con flujo laminar. El objetivo es maximizar la tasa de transferencia de calor para un flujo impulsado por presión, por lo que la optimización encuentra un equilibrio entre la resistencia hidráulica y el acoplamiento térmico entre los dos fluidos.	Optimal Control for Heating of a Cylinder Este modelo muestra un control óptimo para un problema de calefacción. La idea es alcanzar una cierta temperatura lo más rápido posible cambiando la potencia de entrada. El gráfico muestra un polinomio de Bernstein, pero es posible regularizar el control utilizando un filtro de Helmholtz y obtener resultados similares.
Shape Optimization of a Rectangular Loudspeaker Horn in 3D Este modelo muestra el uso de las funcionalidades de función de control y transformación para optimizar la forma con la nueva función de optimización de campo exterior. La bocina primero se optimiza para el rendimiento en el eje y luego se permite que el altavoz gire, de modo que se pueda mejorar el buen rendimiento fuera del eje.	Shape Optimization of a Water Heater Este modelo demuestra las funciones de Transformación para la optimización de la forma de un calentador de agua por microondas. El objetivo es maximizar el calentamiento del agua en una tubería cambiando el tamaño y la posición de la tubería, así como la longitud y la posición de algunas paredes conductoras.

Optimizing a Flywheel Profile La optimización de la forma se realiza en lo que inicialmente es un disco cilíndrico. El momento de inercia se maximiza, de modo que el disco se puede utilizar como volante.	Optimization of a Photonic Crystal for Signal Filtering La posición de los pilares está optimizada para maximizar la transmisión a la frecuencia deseada dividida por la transmisión a la frecuencia no deseada.
Shape and Topology Optimization of Compliant Pliers Un mecanismo compatible está optimizado para funcionar como un juego de pinzas y el diseño resultante se somete a una optimización de forma.	Parameter Estimation for a Tensile Test El módulo de Young y la relación de Poisson se estiman con base en una prueba de tracción. La prueba mide la fuerza de tracción y el desplazamiento radial. El modelo se basa en datos sintéticos generados en el propio modelo.
Shape and Topology Optimization of an Extruded Beam Este modelo demuestra la topología 3D y la optimización de formas para una geometría extruida. La rigidez de una viga se maximiza sujeta a una restricción en la masa, pero el método se puede usar con cualquier variante de los solucionadores estacionarios y de dominio de frecuencia.	Optimization of a Truss Tower Los diámetros de los miembros individuales en una estructura de celosía se optimizan de manera que la estructura se vuelve más rígida sin agregar masa. El modelo demuestra cómo se puede modificar el diseño optimizado para que la torre se pueda construir utilizando solo 3 tipos de miembros.

COMSOL Optimization Module 6.3

DESCRIPCIÓN

VERSIONES

6.3

NOVEDADES

Optimización dependiente del tiempo

Optimización global eficiente

Optimización de valores propios

Tipo de resolvedor adjunto discreto

Mejoras varias

Nuevos modelos tutoriales

6.2

NOVEDADES

Paso de estudio Stationary Then Eigenfrequency

Estimación de parámetros

Actualizaciones de optimización de topología y forma

Actualizaciones de propósito general

Nuevos modelos tutoriales

6.1

NOVEDADES

Nuevos modelos tutoriales

6

NOVEDADES

Nuevos modelos tutoriales

5.6

NOVEDADES

Optimización de parámetros de diseño

Optimización de formas

Optimización de topología

Nuevos modelos tutoriales

5.5

NOVEDADES

5.4

NOVEDADES

5.2

5.0

Optimización multianálisis

Soporte para parada y continuación

Nuevo paso de estudio de estimación de parámetros

Mejoras y nuevos métodos de optimización