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ANSYS Discovery 基於GPU加速的航太結構拓樸優化技術

航空航太產業對極致輕量化、結構高可靠性與快速開發週期的需求日益提高。然而,傳統設計流程高度依賴冗長建模與耗時模擬,工程師往往難以在設計初期有效探索最佳的輕量化結構配置,進而限制產品性能提升與成本優化的空間。要突破這一設計瓶頸,勢必需要更快速且更具效率的創新技術。

為解決上述挑戰,Ansys Discovery 將即時 GPU 加速模擬與拓樸優化技術整合於同一平台,徹底革新航太結構的早期設計流程。藉由強大的平行運算能力,工程師能在數分鐘內完成複雜構件的初步優化設計,快速由概念模型轉換至可行的高性能輕量化結構,大幅縮短設計迭代周期並提升整體工程效益。

解決方案

Ansys Discovery 提供一套專為航太結構設計打造的快速概念探索與驗證平台,其技術優勢主要體現在以下三個方面:

  • GPU驅動的高速拓樸優化: 利用 GPU 平行運算,將複雜結構的拓樸優化時間從傳統的數小時甚至數天大幅縮短至數分鐘內。這使工程師能在設計初期即時觀察結構性能回饋,實現無限制的概念探索與高效迭代。
  • 整合化設計與優化平台: 平台提供統一操作介面,將幾何建模、物理模擬、拓樸優化與 Retopology 完整整合。優化結果可直接回傳至可參數化 CAD 幾何,有效消除跨軟體操作需重建模型的流程,降低資料轉換與錯誤風險。
  • 精準性能驗證與成本控制: Discovery 內建多物理場分析能力,可直接驗證優化後的輕量化結構的強度、剛性與安全係數,顯著提高設計可靠性。透過減少實體樣機製作與迭代週期,有效達到降低研發成本並縮短開發時程的目標。

設計基準

發動機支架元件

最終設計-拓樸優化

驗證

Ansys Discovery 平台整合 GPU 加速拓樸優化,將航太結構設計從傳統試錯流程轉向快速、精準的數位化設計範式。工程師可在設計初期即時鎖定符合強度、剛性與安全係數要求的高性能輕量化結構,大幅提升設計可靠性。相比傳統設計方法,Discovery 不僅縮短開發週期、降低研發成本,也成為航空航太產業追求極致輕量化與高性能目標的重要技術支柱。

資料參考:ANSYS 簡報內容

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