一个通过人工智能和拓扑优化设计的再生式换热器在热电厂中发生了灾难性故障。钢制壁面因疲劳而断裂。3D鉴定正在调查内部通道的有机几何形状是否导致了临界湍流和流致振动（FIV）。使用Ansys Fluent和Siemens Star-CCM+来重现这一现象。
湍流与流致振动模拟 🔥
使用Ansys Fluent进行的CFD分析聚焦于有机通道内的流体动力学，识别涡旋脱落区域和激励频率。Star-CCM+通过流固耦合（FSI）补充研究，模拟钢制壁面在湍流循环应力下的振动响应。结果表明，未针对FIV优化的几何形状产生了超过材料疲劳极限的共振频率。Volume Graphics扫描断裂面，以将裂纹与模拟的应力峰值关联起来。
生成式设计中的疲劳验证 ⚙️
此次故障表明，基于AI的拓扑优化不应忽视振动疲劳。有机几何形状虽然热效率高，但可能产生不可预测的FIV条件。鉴定结论是，必须通过循环疲劳模拟和模态分析来验证任何生成式设计。教训很明确：在流体动力学中缺乏结构验证的创新可能导致工业部件的关键故障。
如果通过AI和拓扑优化设计的换热器在CFD鉴定中未能预测流致振动频率，那么如何将振动疲劳模拟集成到生成式设计算法本身中，以避免灾难性的FIV故障？
（附注：材料疲劳就像你模拟10小时后的状态。）