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 利用优化技术改进可复制教室环境的设计
发布者:Altair 出处:Altair 日期:2014/4/17 阅读:877 推荐:0 点评:0
   

  利用优化改进

可复制教室环境的

 

项目介绍

学习环境的质量,尤其是采光、空间和声响等方面,切实影响着我们 的学习效率和学习体验。鉴于这一点,Future Systems 建筑公司率先进 行了“未来教室”的开发。

他们的目标是打造高品质教室,让孩子和成人能够在一个赏心悦目、充满 灵感的环境中享受学习乐趣。此类教室打破了教师和学生的传统角色定位,旨 在激发学生的创造力和想像力。

学生们可以在这样的教室里相互协作,以富有创造性的方式使用各种各样 的新技术。该基础设施将尽量“面向未来”,教师和学生可以携带通信设备进入 教室,并将这些设备连入楼宇系统。

学生们可以在教室的任何位置展示他们的成果,教室内外之间将建立起真 正的连接。部分遮蔽的露台可用于进行表演或者个人/小组学习,而无论是在露 台上还是在室内,都可以借助无线技术来使用 ICT 服务。

教室将按照高标准采用玻璃钢(GRP)进行预建造,不仅高效节能、持久耐 用,而且具有出色的可复制性。

挑战

设计范围包含一个由卫生间、衣帽间和储藏室等房间组成的服务区、一个 通过屋顶通风窗进行采光的大型弧形教学区,以及一面对着露台方向的玻璃幕 墙。该建筑的环境控制策略充分利用了自然通风和日光照明。

椭圆形的外包层使建筑可以保持较少的物化能消耗,并最大程度减小了表 面积,从而尽量降低热损失。

 

 

解决方案

    优化教室结构拓扑优化是针对给定的设计空间,利用有限元分析来确定最佳材料布局的过程,在此过程中,要考虑到多个设计约束。这种技术广泛应用于航空航天和汽车市场中,用以尽量减少结构组件中所使用的材料。Future Systems 及其 结构工程合作伙伴 Creactive Design 希望探究出是否能够利用拓扑优化技术对这个“世界教室”的创新式多功能屋 顶的设计加以改良。

Altair 开发的市场领先的优化软件解决方案——HyperWorks 仿真技术套件中的 OptiStruct 在业内享誉盛名,因 此,Creactive 将合作目光投向 Altair 及其产品设计部 Altair ProductDesign,以期他们能够协助完成这个探索性项目。

Altair ProductDesign 的任务是确定教室屋顶的哪些位置需要进行加固,以及按照机电系统的铺设走向还应在哪 些位置进行双重加固。在屋顶加固作业中,既要最大程度保证整个建筑的刚度,又要避免使用过多的材料。

为达到这一目标,Altair ProductDesign定义了由恒载和活载组成的关键载荷工况,其中包括屋顶本身重量,以 及风载荷、雪载荷等额外载荷和可能发生的撞击与使用不当。该团队使用 HyperWorks 套件开发出教室结构的有限元 (FE) 模型,并向其施加了经过确认的关键载荷工况。

 

 

最大程度提高屋顶

团队重载使用室结力最, 并认为弧形外边上用紧固建筑整体结的第组螺栓将承受绝部分用力此外,团通过使用OptiStruct 了解位置使达到标。

借助Altair ProductDesign 机电最佳扑结进行调最大刚度。

 

结论

通过使扑优获取了宝深入了解特性使大家更有信心确用于期效

    自从后世国伦敦里满的 Meadlands Grey Court  Strathmore特殊校。

 

关于Altair公司

Altair公司是世界领先的工程设计技术的开发者之一,也是一家具有全球深厚工程技术底蕴的优秀CAE工程公司。Altair 公司拥有多元化的业务主线,其技术涵盖高端CAE仿真和优化技术、数据管理及流程自动化、高性能计算与网络计算技术,同时具备一流的产品设计、流程定制、二次开发等咨询服务能力。Altair目前为私人所有,总部设在美国底特律,在全球拥有2000多位员工,分支机构遍及美洲、欧洲及亚太地区。凭借其在产品设计、先进CAE工程软件开发和网格计算技术等方面拥有29年的经验,Altair不断为各个行业的客户创造竞争优势。

www.altair.com.cn

 

 

  企业级CAE仿真平台

构建于设计优化、性能数据管理和流程自动化的基础理念之上,HyperWorks是一个企业级的仿真解决方案,用于加快企业设计开发和决策过程。作为业界最全面的开放构架的CAE解决方案,HyperWorks包括第一流的建模、分析、可视化和数据管理解决方案,适用于线性、非线性、结构优化、流固耦合和多刚体动力学等多个领域。

www.altairhyperworks.com.cn

 

 

产品创新咨询服务

Altair产品设计咨询团队(ProductDesign)是一个提供创新的、端对端解决方案的、全球性的多学科产品研发和工程咨询团队,向全球客户提供全面的工程咨询服务,其设计方案能够综合产品可用性、适用性、高性能、多需求、低成本等多个方面的因素。通过领先的研发流程和丰富的行业经验,帮助客户产品以更快的速度投向市场。

www.altairproductdesign.com

 

 

网格计算和资源管理平台

Altair PBS Works 帮助制造业、资源勘探、地球科学、天气预报、计算化学、制药、金融和娱乐行业的企业、学校和研究机构最大化其计算软硬件资源的投资回报。PBS Works系统作为Altair HyperWorks家族中的成员,帮助制造业用户在实现大规模CAE仿真的同时按照需求有效地利用企业的计算资源,包括网格、集群和其他计算系统。

www.pbsworks.com.cn

 

 

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