雪浪云MetaD-MDO：为复杂装备研发设计“保驾护航”

多学科设计优化（Multidisciplinary Design Optimization，简称MDO）是一种创新的工程设计方法，旨在深入研究和协同探索工程系统中的各个子系统，同时充分考虑各学科或子系统之间的相互影响，以优化复杂的工程系统和子系统。这种方法可以提高设计质量，优化系统性能，缩短设计周期，减少设计成本，因此受到复杂装备企业的广泛关注和青睐。

在数字化时代，复杂机械装备的研发是一项复杂的系统工程，涉及多个领域的任务，需要不同部门的仿真人员以及多种仿真工具的协同合作。为了实现这些复杂装备的最优性能设计，研发工程师需要创新设计理论和方法，全面考虑各学科对装备性能的影响，并利用各学科之间的相互作用，以获得整体最优的设计方案。然而，在实际的研发过程中，由于不同领域的知识和技能难以融合，加上研发工具和平台的支持不足，使得对复杂装备进行仿真分析和优化设计的工作面临诸多难点：

企业在研发过程中需要使用各种商用、自研的仿真工具，这些工具种类繁多且各自独立，使得模型集成和多学科仿真分析存在困难。

在单点仿真工具之间，模型数据的流转控制和接口转换等工作主要依赖人工操作，规范化程度较低，导致业务效率低下。

多学科仿真分析流程较为复杂，需要多个工程师之间的紧密协作，但客户端软件的仿真模型和数据共享存在困难。

仿真模型中有许多需要配置的参数，其中一些参数的配置依赖于工程师的经验，这可能导致参数的准确性不足，从而限制了仿真模型的精度。

一些仿真模型由于其复杂性和高维度，给计算资源和时间成本带来了巨大的挑战，导致仿真设计优化的迭代过程缓慢。

雪浪云MetaD MDO软件界面

FMU仿真接口工具集可以帮助工程师便捷地实现复杂装备基于FMU的多学科联合仿真，并在联合仿真的基础上进行仿真设计优化。这个工具集的计算模板主要包括四类组件：上游组件、下游组件、联合仿真控制组件和FMU组件。这些组件之间的连接和数据交互关系保持一致。通过这些组件的组合使用，工程师可以实现基于FMU的联合仿真，提高复杂装备的设计效率和性能表现。

设计优化算法工具集为工程师提供了多种优化算法，包括局部优化算法、全局优化算法、启发式优化算法以及多目标优化算法。这个工具集可以帮助工程师配置优化问题，并调整优化算法的超参数。同时，它还支持并行下发设计点，从而加快优化过程。

雪浪云MetaD MDO软件功能与应用

●云端部署协同高效：通过创新的混合流计算技术，雪浪云MetaD MDO实现了超级自动化的开发，将工业软件迁移到云端。这使得数据能够便捷地在云端进行流转和同步，带来了存储、算力的提升与高效调度。这种云端部署的方式极大地提高了研发人员的协作效率。

●模型降阶算法强大：雪浪云MetaD MDO提供了强大的模型降阶算法，支持基于深度学习算法来构建降阶模型。这些算法具有更广泛的适应性和更显著的灵活性，使得计算速度和准确性远远高于传统的代理模型、经验分解、机器学习等算法。

基于MetaD MDO的FMU联合仿真

高端装备的仿真分析流程往往非常复杂，涉及多个学科的模型之间的数据交换和处理，需要使用多种不同的软件工具来处理数据转换和计算。工程师可以采用MetaD MDO软件提供的一系列仿真接口工具、数据读写和数据处理功能，高效地构建和自动化运行复杂的仿真流程，提高企业仿真流程的效率和准确性。

基于MetaD MDO的设计优化

模型精度对于仿真分析的可靠性至关重要。为了确保仿真结果的准确性，需要以物理实验结果为依据，对仿真模型参数进行标定和修正。工程师可以运用MetaD MDO软件提供的误差计算和优化算法工具，并结合仿真接口和数据处理工具，实现仿真模型精度的提升。

这些应用场景仅仅是冰山一角。从已有的成功案例来看，基于雪浪云MetaD MDO的应用遍布于众多领域，帮助装备企业实现了高效的研发设计。例如，某企业借助MetaD MDO软件实现柴油发动机四配套+DPF系统复杂仿真流程的自动化，可计算长时间、多工况下柴油发动机积碳累积值，整体仿真过程涉及磨损仿真、机油耗仿真、积碳仿真以及数据转换计算，大幅缩短了仿真分析耗时；某企业采用MetaD MDO软件进行轴向柱塞泵配流盘结构设计优化，以柱塞泵输出压力脉动等为优化目标优化配流盘阻尼槽参数，从配流盘三维建模到过流曲线提取，再到多体+液压联合仿真分析，实现了跟随三维建模到仿真分析，提升了设计优化效率；某企业采用MetaD MDO软件对燃气轮机压气机流场仿真模型进行标定，以仿真结果与实验结果误差最小为优化目标，对模型类型（如动静交界面类型、流动模型类型等）、数值参数（如动静交界面位置、人工粘性）进行修正，有效提升了该模型的精度。

此外，面向飞机能热系统的快速仿真分析与设计优化，将业务流程、数据处理固化，开发定制仿真APP，用户后续直接通过此APP进行快速仿真分析，无需打开仿真软件或者平台后面板操作，提升仿真分析与设计优化效率。