謝億民院士團(tuán)隊(duì)推出基于雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化法的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)軟件Ameba

謝億民院士領(lǐng)導(dǎo)的中國(guó)團(tuán)隊(duì)——謝億民科技，根據(jù)他提出的雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化法（BESO），研發(fā)了基于該算法的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)軟件Ameba。用戶可根據(jù)設(shè)計(jì)需要，對(duì)初始設(shè)計(jì)區(qū)域施加力學(xué)等邊界條件，通過(guò)軟件計(jì)算進(jìn)行優(yōu)化，求解時(shí)設(shè)計(jì)區(qū)域會(huì)像變形蟲那樣進(jìn)化成各種形狀，最終獲得傳力合理且仿生的形態(tài)。Ameba獲得2020全球數(shù)字未來(lái)大會(huì)“最具影響力的數(shù)字工具年度獎(jiǎng)”(“The Most Influential Digital Tool of the Year”)。

謝億民團(tuán)隊(duì)旨在為設(shè)計(jì)師提供先進(jìn)且簡(jiǎn)單易用的拓?fù)鋬?yōu)化工具，助力創(chuàng)意靈感，加速產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

1.Ameba理論
Ameba基于雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化法（BESO）理論，不僅可以刪除低效單元，同時(shí)可以在材料“高效能”（如材料應(yīng)力較高）區(qū)域增加單元，這種即可刪減又可添加單元的策略使得漸進(jìn)優(yōu)化法的優(yōu)化能力變得更強(qiáng)。

△BESO原理

2.Ameba使用

Fig. Ameba v1.05運(yùn)算器面板

由于Ameba是基于Rhino-Grasshopper參數(shù)化平臺(tái)開發(fā)的插件，因此需要用戶對(duì)Rhinoceros和Grasshopper有一個(gè)基本的了解。在這個(gè)前提下，Ameba使用起來(lái)就非常容易了。我們只需要執(zhí)行如下幾步即可：
1. 輸入一個(gè)模型進(jìn)行網(wǎng)格剖分（AmebaMesh自動(dòng)剖分）；
可以是三維封閉實(shí)體模型，也可以是二維平面模型

2. 設(shè)定好荷載（帶數(shù)值的向量）和支撐（可選擇錨固方向的點(diǎn)、線或面）；
有時(shí)根據(jù)需要可能還會(huì)設(shè)定非設(shè)計(jì)區(qū)域、對(duì)稱約束等條件

3. 開始云計(jì)算，等待云計(jì)算回傳文件；
此時(shí)可以去喝杯咖啡或者做點(diǎn)其他事

4. 對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行后處理。
Ameba提供了圓滑、細(xì)分、自動(dòng)轉(zhuǎn)換成均勻純四邊形網(wǎng)格等后處理算法，用戶可以根據(jù)需要來(lái)優(yōu)化計(jì)算結(jié)果模型。

因此，絕大部分使用過(guò)程都是自動(dòng)化的，并且Ameba開發(fā)團(tuán)隊(duì)為用戶準(zhǔn)備好了大量的使用案例和詳細(xì)的運(yùn)算器功能講解。

△2D邊界條件施加

△2D計(jì)算結(jié)果

△3D邊界條件施加

△3D計(jì)算結(jié)果

△Ameba結(jié)果后處理

3.Ameba優(yōu)勢(shì)
Ameba致力于成為工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)力工具，團(tuán)隊(duì)將為大部分CAD平臺(tái)進(jìn)行適配，讓用戶從設(shè)計(jì)到仿真優(yōu)化良好體驗(yàn)。目前Ameba在創(chuàng)作更為自由的Rhino平臺(tái)已推出了V2.0更新版本。

Ameba采用云計(jì)算服務(wù)。開發(fā)團(tuán)隊(duì)在服務(wù)器集群部署高性能并行計(jì)算程序，用戶可以即時(shí)獲得優(yōu)化結(jié)果，當(dāng)計(jì)算規(guī)模較大時(shí)，整個(gè)計(jì)算過(guò)程盡管時(shí)間較長(zhǎng)，但不會(huì)影響到用戶本地計(jì)算機(jī)，并且計(jì)算文件均為自動(dòng)回傳至本地，與Rhino進(jìn)程分離，保證服務(wù)的穩(wěn)定性。

Ameba擁有強(qiáng)大的網(wǎng)格優(yōu)化功能。Ameba不僅具有拓?fù)鋬?yōu)化功能，還有強(qiáng)大的網(wǎng)格優(yōu)化功能。它可以將任意相交的幾何體優(yōu)化成一個(gè)有機(jī)的網(wǎng)格模型，可以將雜亂無(wú)章拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)格優(yōu)化成均勻的純四邊形網(wǎng)格或純?nèi)�角形網(wǎng)格。


4.拓?fù)鋬?yōu)化與3D打印
拓?fù)鋬?yōu)化的結(jié)果非常適合3D打印，在沒(méi)有工藝約束的情況下，3D打印是比較好的選擇。

     

△拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果的3D打印樣品

△概念自行車拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果

聯(lián)系方式：ameba@xieym.com
官方主頁(yè):        http://ameba.xieym.com