第二步是根据参数敏感性分析得到的设计参数空间和响应面函数（MOP）进行优化分析。通过定义优化目标、约束条件以及设定优化算法，并基于第一步得到的高质量响应面函数（MOP），可以进行快速进行优化设计，节省大量时间。快速优化分析结果如图6所示，由此获得在特定目标和约束条件下的最优设计点。

图6 MOP优化分析结果。来源：安世亚太

第三步是对第二步中获得的最终优化设计进行验证性分析。基于快速优化分析结果获得最优几何结构参数组合，并在ANSYS DesignModeler中更新螺线管结构，如图7所示，然后在ANSYS Fluent中进行验证性分析，最终完成螺线管的优化设计。

图7 优化后的螺线管结构。来源：安世亚太

空气在优化后螺线管内的流动情况，如图8所示。从图中可以看出，螺线管入口的空气流速为594m/s，而吸沫口内外压力差为32.641KPa。

图8 空气在优化后螺线管内的速度和压力分布情况。来源：安世亚太

通过对比螺线管优化前后的空气的流速和压力分布发现，优化后空气进入螺线管的流量增加22%，而优化后吸沫口内外压力差增大了5倍，螺线管的吸沫效果得到了显著提高。

 螺线管生产制造

采用增材制造技术生产得到的螺线管如图9所示。

图9 优化后螺线管的制造成品。来源：安世亚太

 总结

      本文通过调用流体仿真软件ANSYS Fluent和参数优化软件optiSLang，基于给定的约束条件和设计要求，对某规格螺线管结构进行了优化设计，实现了满足性能设计要求的螺线管结构。通过上面的案例说明，流体仿真优化技术可以应用于产品的优化设计过程，从而提升产品性能、缩短产品设计周期、降低增材制造的生产成本。

    3D打印-增材制造技术与传统铸造、加工工艺相比，可以在很大程度上实现免模具、免工装、免加工，从而实现自由制造，有效解决复杂结构的制造难题，使得多元化、个性化生产加工成为可能，这也大大减少了工艺的约束，为自由设计、创新设计提供了更大的可能性，因此，增材制造技术带来了产品全新设计的理念，使得产品设计过程大大简化，设计师可以在原来设计的基础上进行大规模甚至颠覆性的设计改进，产品的开发成本与周期明显缩短。

郑倩倩

天津大学化学工程专业博士，10年CAE行业研究与应用经验，擅长多相流、燃烧反应、传热分析等多个领域的仿真分析，参与并完成国内外多项仿真咨询项目。现为安世中德咨询专家，主要从事流体仿真咨询工作。

(责任编辑：admin)

• 适配多类别高温聚合物FFF
• 埃肯与Startuplab合作加速
• NAMIC 全球增材制造峰会GA
• 3iD率先引进全新粘结剂喷
• Freeform人工智能3D打印工
• Biomaterials science:牛

• ·适配多类别高温聚合物FFF系统，QUALUP
• ·埃肯与Startuplab合作加速3D打印等尖端
• ·NAMIC 全球增材制造峰会GAMS：新加坡的
• ·3iD率先引进全新粘结剂喷射AMIS Pro切
• ·Freeform人工智能3D打印工厂获得NVIDIA
• ·Biomaterials science:牛津大学工程科
• ·这款自行车采用全3D打印钛合金车架
• ·UpNano下一代2PP 3D打印技术获得700万