資料ダウンロード|分野別ソリューション
混合タンクの最適化
600,000リッターの混合タンクの設計には、工学問題を解決するために様々な異なる試行が必要です。タンクの開発における問題の1つは、タンク内の壁面のせん断応力が、ある閾値よりも低い場所に流体が沈殿してしまうことです。本事例では、流れの沈殿を減少させるため、GAMBITによる形状作成およびメッシュ生成と、Fluentによる非ニュートン流による解析をOptimusによって自動化し、混合タンクの設計パラメータを最適化します。
混合タンク内の非ニュートン流解析
タンクのモデルはGAMBITによって完全にパラメータ化されています。回転羽根の数、羽根のタンク内における水平位置、羽根の枚数、羽根の厚み、羽根のピッチ、羽根の幅、さらにハブ径と高さは独立したパラメータとしてジャーナルファイルに定義されています。GAMBITのジャーナルファイルの実行により、形状変更とメッシュが生成されます。このモデルを使用してFluentによるタンク内の非ニュートン流解析が実行されます。右図は、タンク内の壁面せん断応力と粒子粘性の解析結果を示しています。OptimusのGUI上から、入力ファイルと出力ファイルも含めて、解析の実行とそのフローを定義します。
流体の沈殿領域の最小化
本研究では、3つの設計パラメータがタンク内の回転羽根の水平位置を決定します。最適化により、流れが沈殿するような領域（決定的な領域）を最小化する各設計パラメータの値を探索します。制約条件は、タンク内のトルクが初期形状によるトルクを下回らないことです。遺伝的な手法に基づく大域的最適化アルゴリズムSelf-Adaptive Evolutionにより、3つの設計パラメータを繰り返し変更して最適なタンクの設計を探索します。
設計最適化の結果
Self-Adaptive Evolutionアルゴリズムにより、48回の実験によって混合タンクの影響を持つ領域を4.21から3.29に減らすことができました（21%の改善）。最適なタンク内のトルクは設計可能な範囲のままでした。右図は、目的関数、回転羽根の水平位置、そしてトルクの最適化の推移を示しています。
＊続きはダウンロードしてお読みください。