OS-E：0825 マルチモデル最適化（MMO） – 2つの異なるC型クリップのパターン繰り返しを含んだ設計スケーリング

マルチモデル最適化は、異なる寸法のパートを最適化する必要がある際に使用することができます。これは、スケーリングされた設計が適用されるべきモデルで、リンクされたDTPLおよびDSIZEエントリのSCALE継続行を使用することで実現されます。

この例題では、2つのモデル間でリンクされているトポロジー最適化の設計変数が使用されます（図 1）。モデル全体は、PSHELL要素から成る設計空間です。境界条件は各モデルで異なります。

モデルファイル

必要なモデルファイルのダウンロードについては、モデルファイルへのアクセスを参照してください。

この例で使用されているモデルファイルには以下のものが含まれます：

c_clip_mmo.zip

モデル概要

Model 1とModel 2は境界条件が異なります。Model 1に付与される相反する力はクリップのアームを外側に動かそうとし、Model 2では力がアームを内側に動かそうとします。また、Model 2はX方向に2.0倍、Y方向に3.0倍スケーリングされています。

この例では、2つのモデルについてリンクされた共通の設計を生成することに焦点を当てます。ただし、2つのモデルはサイズが異なるため、Model 1からModel 2へ設計をスケーリングするためのSCALE継続行が使用されます。

FE Model
要素タイプ: CQUAD4; CTRIA3

線形材料プロパティは：

MAT1
ヤング率: 2.1E5
ポアソン比: 0.3
初期密度: 7.9E-9

マルチモデル最適化のセットアップ

各モデルの最適化セットアップは：

最適化のタイプ: トポロジー最適化
応答: 質量の静的変位
目的関数: 質量の最小化
制約条件: 静的変位（2つの節点）

まず個々のトポロジー最適化モデルをセットアップし、続いて、実行中にエラーや重大な警告がないか、それらを別々にテストします。

マルチモデル最適化に含まれるべきモデルを特定するために、マスター入力デックはASSIGN,MMOエントリを活用して作成されます。モデル名はASSIGNエントリの３つ目のフィールドで指定できます。この名称は、DRESPM継続行で使用される応答を特定、修正するために使用することが可能です（適用可能な場合）。現在のランでは、メインファイルはmain.fem、マルチモデルはc_clip.femおよびc_clip_scaled.femと名付けられます。

注: メインファイルでは、個々のモデルはmain.femファイルと同じディレクトリ（作業ディレクトリ）になければなりません。

ASSIGN,MMO,bc1,c_clip.fem
ASSIGN,MMO,bc2,c_clip.fem
$
BEGIN BULK
$
ENDDATA

少なくとも1セットの設計変数または設計領域が、マルチモデル最適化に使用される複数モデル間でリンクされている必要があります。リンク付けは、設計変数または領域について同じIDを使って行われます。これは、最適化された結果が1つのモデルにマッチするよう設計領域を内部的にマッピングするために使用されます。

注: リンクされていない設計変数や領域の存在は、複数モデル内の共通した設計空間について異なる最終最適化設計を導くことになりかねません。

リンクされた設計変数と領域はすべての点で（COORDおよびSCALE継続行を除き）全く同じでなければなりません。付与される設計パラメータと製造用制約条件は、すべてのモデルでマッチする必要があります。この制約は、リンクされていない領域には適用されません。また、内部的なパターン繰り返しを円滑にするために、COORD継続行が対応する設計変数または領域のエントリ上で必要となります（DTPL、DSIZE、など）。これにより、リンクされた設計領域に渡って繰り返されるパターンの方向と位置が認識可能となります。

設計領域は次のようにリンクされます：

Model 1ではDTPLエントリ（ID 1）、Model 2ではDTPLエントリ（ID 1）がリンクされます。OptiStructは内部的にそれらの1つをメインとして選択し、モデル間の内部設計マッピングを適用します。

SECOND継続行は、設計に適用されるスケーリング係数を特定します。

COORD継続行は、アンカーポイントの特定と複数のモデル間の設計のマッピングを可能にします。この継続行は必須ではありません。

結果

スケーリングされた設計は、元の設計と同様のパターンを有しています（図 3）。

最終結果では、設計はModel 2でモデル化されています。