TF-AIMDO 通用多学科优化设计软件
一款多学科仿真分析和优化设计平台软件
TF-AIMDO 简介
TF-AIMDO是一款多学科仿真分析和优化设计平台软件，可在各种通用或行业软件的基础上开展设计参数优化、DOE响应分析、系统参数识别、随机分析以及构建代理模型等高等分析计算工作。平台提供了通用计算模型管理模块，可快速实现商用和自研计算程序的集成与组合；拥有丰富可靠的优化算法，可处理连续、离散、含约束的单目标和多目标优化问题；支持不同误差度量方法和评价标准的参数识别；支持全因子和部分因子以及统计方法进行响应敏感性分析；支持多种随机分布和计算模型，进行随机因素影响下系统的可靠性分析；提供径向基函数、克里金、深度神经网络等代理模型，用于建立可靠高效的降阶计算模型。
TF-AIMDO可广泛应用于航空航天、船舶海洋工程、电子热管理、建筑与环境工程、汽车与轨道交通、流体机械、风资源等领域。TF-AIMDO可综合考虑多个学科的因素，实现系统性的设计，帮助企业减少产品的研发成本、加快产品的研发周期，最终提高企业产品的市场竞争力。
功能亮点
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灵活的计算流程管理
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完善的优化解决方案
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高效准确的代理模型
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进阶分析功能
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全面的技术支持
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计算报告全自动生成
灵活的计算流程管理
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支持各种计算模型
TF-AIMDO拥有丰富的计算模型以及通用的软件集成连接方式，可以快速接入需要的CAE软件或自研计算程序。
已集成计算模型有内部模型：结构分析、供水管网分析、代理模型、样本模型；外部模型：Excel、Matlab、Creo Parametric、ICEM、Abaqus、Ansys Mechanical、Fluent、TF-QFLUX;
提供自定义模型和用户模型快速集成用户所需软件，可连接Optistruct、Hypermesh、CFturbo、Pumplinx、SimulationX等解决特定工程优化问题。 -
多模型联合计算流程
可实现基于多种软件的联合仿真计算，包括含有建模、网格剖分和计算求解的完整仿真流程。
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宏模型耦合计算
宏模型定义并管理多个模型的数据交换和运行顺序，固化流程；
实现多模型联合仿真计算和多物理场耦合计算，支持单向耦合和双向耦合问题的求解。
完善的优化解决方案
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丰富的优化算法
参数优化和参数识别模块集成多种算法，并提供算法参数自动设置的功能。
智能算法：遗传算法（GA）、多岛遗传算法（MIGA）、粒子群算法（PSO）、模拟退火算法（SAA）；
直接搜索算法：随机搜索算法（RS）、改进下山单纯形算法（MDSM）、改进胡可-吉夫斯算法（MHJM）；
基于梯度算法：序列线性规划算法（SLP）、序列二次规划算法（SQP）；
响应面算法：基于代理模型的自适应响应面优化算法（ARSM）。
多目标算法：多目标遗传算法（NSGA-II、NSGA-III）、多目标粒子群算法（MOPSO）； -
优化与参数识别
支持处理单目标、多目标、连续变量、离散变量、混合变量、复杂约束等优化和参数识别问题，全部优化算法自研可控。
参数识别基于优化方法求解。
支持识别目标绝对误差和相对误差的评价指标；
支持极小化偏差的加权求和极小化偏差的最大值两种误差水平控制。
高效准确的代理模型
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支持多种代理模型
代理模型模块集成了克里金回归模型、径向基函数插值模型以及深度神经网络模型，全部算法自研可控。
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多种数据来源
支持导入已有样本数据（计算或测试结果）构造代理模型；
支持基于计算模型进行随机抽样后自动计算生成样本并构造代理模型，提供拉丁超立方抽样和最优拉丁超立方抽样两种抽样方式生成样本；
支持模型误差评估，自动对样本做相关性分析。
进阶分析功能
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响应分析功能
确定系统响应对参数的敏感性。
支持使用正交设计（全因子和不同的部分因子设计）进行主效应、交互效应分析，研究各个参数对响应的影响程度，筛选出相对重要的参数用于后续分析；
支持使用随机设计方法（拉丁超立方和最优拉丁超立方）进行相关性分析。 -
随机分析功能
研究随机因素对系统性能的影响，评价系统的可靠性，实现产品的可靠性设计。
支持蒙特卡洛直接模拟和可靠指标计算；
支持均匀分布、正态分布、对数正态分布、指数分布、三角分布；
支持分析响应量分布统计规律、失效概率以及系统可靠指标等。
全面的技术支持
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完善的技术文档
为用户提供用户手册、使用手册、算例手册、理论手册和计算模型手册，方便用户了解基本理论和应用、快速掌握TF-AIMDO的使用。
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全中文在线帮助系统
集成实时在线帮助系统，在任意窗口用户可通过点击快捷键获取对应窗口的帮助信息。
计算报告全自动生成
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快速自动生成
提供一键预览报告和生成报告的功能。
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灵活调整报告内容与格式
支持用户快速勾选需要导出的报告内容，报告文件支持选择Word、PDF和HTML三种文件形式。另外，用户可自定义报告各级标题的字体类型和字号。
典型应用
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航空航天
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光学器件
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电子电器
航空翼型优化
在航空航天领域，机翼形状的设计直接影响飞行器的气动性能和飞行品质。因此，翼型的优化设计是一项意义重大的工作。以一种E387翼型为研究对象，采用CST方法建立参数化模型和进行网格剖分，再利用TF-QFLUX进行气动性能计算。基于TF-AIMDO的参数优化模块，通过优化控制翼型形状的CST参数，实现翼型升阻比和最大厚度的双目标优化，最终得到了翼型升阻比和最大厚度的帕累托前沿。
借助TF-AIMDO，可以实现航空航天领域其他飞行器的气动性能、结构性能等指标的优化，从而提高飞行器的效率、安全性和性能，降低成本和风险。
航空航天领域
翼型升阻比和最大厚度双目标优化的帕累托前沿
大型光学器件轻量化设计
大型光学器件在现如今的基础物理前沿研究、天气预报中发挥着举足轻重的作用。由于系统复杂、限制因素多，在保证产品性能的前提下进行轻量化设计是一项极其重要同时也是难度很大的工作。
基于某款光学仪器已有的历史数据，构造出光学器件参数与质量、频率的高精度代理模型。使用构造的代理模型，结合TF-AIMDO的参数优化模块实现光学器件质量轻量化设计，优化后的光学器件质量显著降低，不仅使建造成本大幅度降低，还为其它性能部件留出了空间，提升了产品的关键性能。
大型光学器件领域
光学器件代理模型精度评估
质量优化迭代历程图
电子器件散热响应分析
随着电子设备的高集成化和小型化，热量和温度控制成为制约电子设备性能的关键因素之一。微通道射流冲击作为一种高热流密度电子设备液冷技术，其散热能力远高于传统的散热器冷却，因此得到了较广泛的应用。
针对电子散热模块设计，基于TF-AIMDO的响应分析模块，研究矩形流道形状变化时对散热模块换热性能等指标的影响，帮助用户更快、更准设计出满足需求的产品。
电子散热领域
微通道射流冲击模块
流道高度和宽度对受热面平均温度的主效应分析
