Updates im Optimization Module
Zeitabhängige Optimierung
Der Algorithmus für die gradientenbasierte Optimierung zeitabhängiger Probleme wurde verbessert und verwendet nun die diskrete Adjoint-Methode. Diese funktioniert ähnlich wie alle stationären Gradientenberechnungen in der COMSOL® Software. Die vorherige kontinuierliche Adjoint-Methode ist zwar weiterhin verfügbar, doch die diskrete Adjoint-Methode ist robuster, genauer und schneller. Beide Algorithmen erfordern möglicherweise eine Neuberechnung der Vorwärtslösung, aber die Robustheit dieser neu gestarteten Berechnungen wurde erheblich verbessert. Außerdem bietet die neue Methode eine Beschleunigung, die der Anzahl der Messpunkte in der Zeit entspricht, wenn sie für die Parameterschätzung mit dem Interior Point Optimizer (IPOPT) oder dem Sparse Nonlinear Optimizer (SNOPT) verwendet wird.
Efficient Global Optimization
Der Löser Efficient Global Optimization (EGO) wurde als neuer gradientenfreier Optimierungslöser zum Studienschritt Optimization hinzugefügt. Dieser Löser verwendet die Bayessche Optimierung, um ein Ersatzmodell zu erstellen, das die Genauigkeit in Bereichen mit guten Zielsetzungen erhöht. Die lokalen Löser in früheren Versionen – wie der BOBYQA-Löser (Bound Optimization by Quadratic Approximation) – sind schneller als dieser Löser; in einigen Fällen identifiziert der EGO-Löser jedoch durchweg bessere Zielwerte. Der EGO-Löser erfordert Begrenzungen für den Steuerparameter, aber es werden keine Anfangswerte und Skalen verwendet. Es ist möglich, die Gaußsche Reaktionsfläche nach der Optimierung zu untersuchen, was bei der Bewertung der Empfindlichkeit des Ziels gegenüber Störungen in verschiedenen Regionen hilfreich sein kann. Der Löser teilt sich Funktionalität und Einstellungen mit dem Uncertainty Quantification Module, benötigt aber nur eine Lizenz für das Optimization Module.
Eigenwert-Optimierung
In Version 6.3 wurde die Unterstützung für nichtlineare Eigenwertprobleme hinzugefügt, die mit den vorhandenen Features für die Eigenwertoptimierung kompatibel ist, einschließlich des Studienschritts Stationary Then Eigenfrequency. Es gibt auch neue Tools zum Sortieren und Filtern der Eigenwerte, die im Zusammenhang mit der Optimierung nützlich sein können.
Diskreter Lösertyp
Für eine optimale Steuerung und zeitabhängige Parameterschätzung steht ein neuer Adjoint-Lösertyp Time discrete zur Verfügung. Dieser Löser basiert auf einer diskreten Sensitivitätsmethode, die eine verbesserte Robustheit, Genauigkeit und Leistung bei der gradientenbasierten Optimierung mit dem Time-Dependent Solver bietet.
Bei Problemen mit der Schätzung transienter Parameter werden mit den Lösern SNOPT oder IPOPT erhebliche Geschwindigkeitsverbesserungen erzielt. Diese Beschleunigung ist auf die aggregierte Empfindlichkeit des gesamten Ziels zurückzuführen, das in einem einzigen Durchlauf berechnet wird, anstatt separate Berechnungen für jeden Messpunkt durchzuführen. Die vorherige kontinuierliche Sensitivitätsmethode ist weiterhin verfügbar, aber nicht mehr die Standardmethode für die transiente Optimierung.
Sowohl die diskreten als auch die kontinuierlichen Methoden reduzieren den Speicherverbrauch durch Checkpointing, bei dem die Vorwärtslösung neu berechnet wird. Darüber hinaus gibt es eine neue Option Out-of-core, die alternativ für die Vorwärtslösungsbehandlung verwendet werden kann und stattdessen temporären Festplattenspeicher verwendet, um eine Neuberechnung zu vermeiden.
Verschiedene Verbesserungen
In früheren Versionen unterstützten die Features Free Shape Boundary und Free Shape Shell die Beibehaltung der Kontinuität der Normalen über alle oder keine Symmetriegrenzen hinweg. In dieser Version wurden diese Features aktualisiert, und es ist nun möglich auszuwählen, für welche Ränder die Symmetrie beibehalten werden soll. Die Features Polynomial Boundary und Polynomial Shell wurden ebenfalls aktualisiert und unterstützen nun die Beibehaltung der Normalen an festen Kanten in 3D. Außerdem wurde das Feature Control Function verbessert und unterstützt nun einen nicht einheitlichen Anfangswert sowie eine neu gestaltete Benutzeroberfläche. Schließlich wurde das Feature Global Least-Squares Objective in Global Definitions verschoben.
Neue Tutorial-Modelle
COMSOL Multiphysics® Version 6.3 bringt mehrere neue Tutorial-Modelle für das Optimization Module.
Pyrolysis of Wood with Time-Integrated Objective
Application Library Titel:
pyrolysis_wood_odeobj
Optimization of Chemical Etching
Application Library Titel:
chemical_etching_optimization
Optimization of the Solder Ball Array to Minimize Chip Warpage
Bow Tie Antenna Optimization
Application Library Titel:
bowtie_antenna_optimization
Topology Optimization of an MBB Beam with a Maximum Length Scale
Optimization of a Waveguide Iris Bandpass Filter — EGO Version
