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Descubra o futuro das previsões de geometria 3D com a tecnologia de otimização PI-BO de ponta, agora disponível por meio do inovador aplicativo Stochos App.
Desafios
Apesar dos avanços nas tecnologias de modelagem 3D, vários desafios persistem. Um dos principais problemas é a complexidade computacional envolvida na geração de previsões geométricas precisas. Os métodos tradicionais geralmente exigem tempo e potência de processamento significativos, o que pode ser um gargalo no processo de design.
Além disso, alcançar um equilíbrio entre precisão e eficiência computacional continua sendo um desafio fundamental. Garantir que as previsões não sejam apenas precisas, mas também geradas em um período de tempo razoável é essencial para aplicações práticas em engenharia e design.
Solução de engenharia
A implementação da otimização no aplicativo Stochos aborda esses desafios de frente. Ao utilizar a inferência probabilística, o aplicativo pode navegar com eficiência pelo vasto espaço de design para identificar as configurações geométricas ideais. Essa abordagem reduz a carga computacional e, ao mesmo tempo, mantém altos níveis de precisão.
Estudo de caso:
Anteriormente, um caso de referência 2D de um chuveiro simplificado (Figura 1) foi utilizado para demonstrar um aplicativo de inferência probabilística para otimização bayesiana (PI-BO) no optiSLang1.
Figura 1. Caso de referência 2D
O estudo explorou o projeto ideal (ou seja, os diâmetros dos orifícios internos) para satisfazer duas condições de saída de queda de pressão máxima e uniformidade mínima. Dos 20 projetos, uma solução de Frente de Pareto sugeriu o projeto 19 como o ideal (Figura 2).
Figura 2. Solução de otimização PI-BO
O estudo atual utiliza os dados do trabalho de otimização para gerar um aplicativo de previsão de geometria usando o Stochos autônomo. Para esse fim, a tabela de otimização do Ansys Workbench, os dados exportados do Ansys CFD-Post com coordenadas e variáveis de campo de pressão e velocidade e os arquivos de geometria exportados do Ansys Discovery foram utilizados para criar um arquivo de kit de ferramentas de visualização (vtk). Isso foi feito com um código Python usando as funções Stochos, incluindo dimgp e otimização bayesiana. Um código Python adicional foi utilizado para gerar o aplicativo (Figura 3).
Figura 3. Representação esquemática da geração do aplicativo
Quando o aplicativo estiver ativo, a primeira etapa é inserir o caminho para os dados em que os arquivos vtk correspondentes são encontrados para todos os 20 pontos de design (Figura 4).
Figura 4. A GUI do aplicativo para inserir o caminho para os dados
Em seguida, ao clicar no botão Load and predict (Carregar e prever), os pontos de projeto previstos são exibidos para visualizar as características geométricas coloridas com um parâmetro selecionado, como a pressão (Figura 5). Observe que usamos uma malha grossa para este estudo e, portanto, o campo de geometria previsto é demonstrado com pontos dispersos. Uma malha mais fina resultaria em um gráfico de contorno mais regular. Observe também que o código Stochos usa apenas um grupo de pontos de design para treinamento, a fim de prever o conjunto inteiro.
Figura 5. A seção do projeto e a visualização da geometria e da distribuição de pressão
Verificou-se que a geometria e o campo de pressão previstos pelo Stochos concordam razoavelmente bem com o contorno CFD-Post da simulação do Fluent para o projeto 19 (Figura 6).
Figura 6. Comparação da geometria e do campo de pressão previstos pelo aplicativo Stochos com a simulação do Fluent para o projeto 19
A próxima etapa será gerar outro aplicativo Stochos com o aplicativo genAI para prever a geometria e o campo de pressão a partir de quaisquer parâmetros de queda de pressão e uniformidade.
Benefícios
A integração da tecnologia de otimização PI-BO no aplicativo Stochos oferece vários benefícios. Em primeiro lugar, ela aumenta a precisão das previsões de geometria 3D, fornecendo aos usuários modelos confiáveis e precisos. Isso leva a melhores resultados de design e reduz a necessidade de revisões dispendiosas.
Além disso, a eficiência do aplicativo no processamento de cálculos complexos garante que os usuários possam iterar rapidamente, acelerando o ciclo geral do projeto. Essa eficiência se traduz em economia de custos e maior produtividade para as equipes de engenharia. Além disso, a interface fácil de usar torna a otimização avançada acessível a um público mais amplo, democratizando as ferramentas computacionais de alto nível.
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