一种管路优化设计方法及排气管路与流程

本发明涉及管路设计技术领域，尤其涉及一种管路优化设计方法及排气管路。

背景技术：

汽油机的排气管路布置在汽车底盘的有限空间上，主要承担排出汽油机缸内燃烧废气的作用，构造非常复杂。在排气管路上通常会布置三元催化器、颗粒捕捉器、消音器等，用于净化发动机尾气中的co、hc、nox和碳烟等有害排放物，减小污染、降低发动机的排气噪声。废气在排气管路中的顺畅程度直接影响发动机的动力性和燃油经济性，排气管路的压降越小，越有利于提高发动机的动力性、降低发动机的油耗。因此，发动机排气管路的性能直接影响整车的动力性、燃油经济性、排放和舒适性。

汽车和发动机工程师在进行排气管路设计时，通常的步骤是：运用三维绘图软件绘制出排气管路的三维模型，抽出模型的流体域，将流体域导入cfd流体分析软件，利用流体分析软件划分网格、设置边界条件、进行cfd仿真运算，根据仿真结果调整排气管路的三维模型，完成第一轮仿真优化工作。利用调整后的排气管路三维模型，重复第一轮仿真的过程，则完成第二轮优化。按照工程师设计经验的差异，完成一款排气管路的设计定型，通常需要几轮到几十轮的仿真优化。每一轮的仿真优化都会涉及到三维绘图、网格划分、仿真数据分析工作，这些工作会耗费工程师大量的时间和精力。而且这种传统的设计方法不仅开发周期长而且很依赖工程师的经验，具有一定的盲目性，大多数时间都浪费在了重复工作上，开发效率跟不上当今汽车市场的节奏。

现有技术提供了一种排气管路三维形状优化方法是：运用三维绘图软件绘制出排气管路的三维模型，抽出模型的流体域，将流体域导入cfd流体分析软件，利用流体分析软件对模型进行简化、划分网格、设置边界条件、进行cfd仿真运算，如果仿真结果不满足要求，利用网格变形软件sculptor对网格进行变形，将变形之后的网格导入star-ccm+进行优化，直到找到满足设计要求的网格。

现有技术提供的排气管路三维形状优化方法，由于网格变形是一种非参数化的设计方式，存在模型修改不便、尺寸之间无法建立关系、模型无法参数化描述等不足。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种管路优化设计方法，提高管路优化设计的效率，节省管路优化设计时间成本。

本发明的另一个目的在于提供一种排气管路，减少排气管路的设计时间，提高排气管路的优化设计效率。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种管路优化设计方法，包括如下步骤：

在三维建模软件中，建立管路三维模型，并对所述管路三维模型参数化，选取若干参数作为设计变量；

流体仿真软件通过第一脚本命令读取所述管路三维模型数据并进行初始流体仿真，保存所述初始流体仿真的操作命令文本；

在多目标优化软件中，基于优化目标，生成设计变量组合；

基于设计变量组合进行三维建模与流体仿真：对每个所述设计变量组合，所述三维建模软件通过第二脚本命令对所述设计变量组合进行导入并修改所述管路三维模型，所述流体仿真软件通过所述第一脚本命令将修改后的所述管路三维模型导入，并基于所述操作命令文本对修改后的所述管路三维模型进行流体仿真，所述多目标优化软件通过第三脚本命令读取与所述优化目标相关的流体仿真结果数据；

判断所述设计变量组合的所述流体仿真结果数据是否满足所述优化目标，若不满足，则所述多目标优化软件重新生成所述设计变量组合并返回执行所述基于设计变量组合进行三维建模与流体仿真的步骤；若满足，则结束优化计算。

作为一种管路优化设计方法的优选技术方案，所述设计变量组合包括初始设计变量组合和优化设计变量组合；

在初次执行所述基于设计变量组合进行三维建模与流体仿真之前，基于所述多目标优化软件生成若干所述初始设计变量组合，当所有所述初始设计变量组合的所述流体仿真结果数据均不满足所述优化目标时，所述多目标优化软件重新生成所述优化设计变量组合并执行所述基于设计变量组合进行三维建模与流体仿真的步骤；

判断所述优化设计变量组合的所述流体仿真结果数据是否满足所述优化目标，若满足，则选择当前所述优化设计变量组合为最优设计变量组合，若不满足，则所述多目标优化软件重新生成所述优化设计变量组合并执行所述基于设计变量组合进行三维建模与流体仿真的步骤。

作为一种管路优化设计方法的优选技术方案，在所述多目标优化软件中，基于doe试验方法生成所述若干初始设计变量组合。

作为一种管路优化设计方法的优选技术方案，所述基于doe试验方法具体指：基于所述管路的安装和加工要求确定每个所述设计变量的取值范围，根据每个所述设计变量的取值范围确定所述初始设计变量组合的可行域，在所述可行域中选择若干个离散点形成若干个所述初始设计变量组合。

作为一种管路优化设计方法的优选技术方案，在初次执行所述重新生成所述优化设计变量组合之前，所述多目标优化软件基于所有所述初始设计变量组合的流体仿真结果数据与所述优化目标的关系，分析每个所述设计变量与所述优化目标的相关性，并确定每个所述设计变量的优化方向；

所述多目标优化软件重新生成所述优化设计变量组合具体指：基于每个所述设计变量的优化方向和当前优化设计变量组合的流体仿真结果与所述优化目标的关系，重新生成新的所述优化设计变量组合。

作为一种管路优化设计方法的优选技术方案，在初次执行重新生成优化设计变量组合时，选择所有初始设计变量组合中，流体仿真结果数据最接近所述优化目标的初始设计变量组合作为最初的优化设计变量组合。

作为一种管路优化设计方法的优选技术方案，在执行所述多目标优化软件重新生成所述优化设计变量组合之前，判断所述优化设计变量组合的已生成个数是否大于预设值或优化时间是否大于预设时间，若是，则选择所述流体仿真结果数据最接近所述优化目标的一组所述优化设计变量作为最优设计变量组合进行输出，并结束优化过程，若否，则继续执行所述多目标优化软件重新生成所述优化设计变量组合的步骤。

作为一种管路优化设计方法的优选技术方案，所述优化目标包括减小管路压降和提高待优化管部的出口截面流动均匀性。

作为一种管路优化设计方法的优选技术方案，所述管路包括依次连接的排气歧管、待优化管部、三元催化器、颗粒捕捉器及消音器，所述设计变量为所述待优化管部的设计参数。

一种排气管路，采用如上所述的管路优化设计方法设计形成。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的管路优化设计方法，由于采用脚本命令实现三维建模软件、流体仿真软件及多目标优化软件之间的数据对接与调用，能够实现建模、仿真及结果分析等序列化操作的自动连续进行，提高管路优化设计效率；

由于在进行优化计算之前先进行初始三维建模并进行设计变量参数化，在优化计算的建模过程中，可以使三维建模软件自动地根据设计变量组合的参数改变修改生成的管路三维模型，节省优化计算过程中的三维建模时间；

同时，由于基于初始三维建模进行初始流体仿真并保存初始流体仿真的操作命令文本，在优化计算的仿真过程中，可以基于初始流体仿真中的设计自动地对修改后的模型进行适应性修改和设置，节省优化计算流体仿真中建模与参数设置时间。

本发明提供的排气管路，由于采用上述的管路优化设计方法进行优化设计形成，提高排气管路的优化设计效率，减少排气管路的优化设计成本。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的管路优化设计方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的排气管路的结构示意图；

图3是本发明实施例二提供的待优化管部未优化前的结构示意图；

图4是本发明实施例二提供的待优化管部优化后的结构示意图。

图中标记如下：

1-待优化管部；2-排气歧管；3-三元催化器；4-颗粒捕捉器；5-消音器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

图1为本发明实施例提供的管路优化设计方法的流程图，如图1所示，本实施例提供了一种管路优化设计方法，其可应用于各行业中管路的优化设计中，以满足管路对其内流体流动的均匀性、压降等流动特性的需求。

具体地，本实施例提供的管路优化设计方法包括如下步骤：

步骤s101、确定优化目标和初始设计参数；

由于流体在待优化管部中流动过程中，流体流场受待优化管部上下游连接结构的影响较大，为使后续流体仿真中待优化管部内流程与真实流场更加贴近，管路不仅包括待优化管部，还需包括连接于待优化管部上下游并与流体流场密切相关的结构。

即，在本实施例中，管路包括待优化管部和连接于待优化管部上下游且对待优化管部内流场流动有显著影响的连接结构。在其他实施例中，若不追求高仿真精度，管路也可以仅包括待优化管部。

初始设计参数不仅包括待优化管部的设计参数，还包括与待优化管部上下游连接的其他结构的设计参数。

初始设计参数可基于设计经验或一般优化算法确定。

初始设计参数与待优化管部的基本外形相关，待优化管部的基本外形一般基于其上下游连接结构及管路安装环境进行初步设定，如待优化管部是直管管路、弯管管路或扩口管路等。

待优化管部的初始设计参数包括但不限于：管部两端的口径、管部的整体长度、管部直管段长度、管部弧形段长度、管部弧形段的弧度及相邻两个管部直管段之间的夹角等。

在本实施例中，仅将待优化管部作为优化目标。

优化目标通常与管路实际应用的场景相关，在管路设计中，优化目标通常包括：减小管路压降、提高出口截面流动均匀性等。

步骤s102、在操作系统中建立实现三维建模软件与流体仿真软件数据对接和调用的第一脚本命令、三维建模软件与多目标优化软件数据对接的第二脚本命令及多目标优化软件与流体仿真软件数据对接的第三脚本命令；

第一脚本命令包括将三维建模软件中建立的管路三维模型保存成用于流体仿真的中间文件的中间文件保存命令，还包括流体仿真软件调用中间文件的中间文件调用命令。

中间文件的格式可以但不限定于.iges格式，只要流体仿真软件可以调用并识别即可。

操作系统可以但不限定为dos系统。

步骤s103、在三维建模软件中，建立管路三维模型，并对管路三维模型参数化，选取若干参数作为设计变量；

具体地，包括以下步骤：

步骤s1031、基于初始设计参数，在三维建模软件中建立管路的三维模型；

三维建模软件可以但不限于为creo、ug、solidworks等。

基于初始设计参数进行三维建模软件进行建模为本领域的常规设置，此处不再赘述。

步骤s1032、对三维模型进行参数化；

通过三维建模软件内置的参数化模块使建立的三维模型参数化以生成模型参数。

步骤s1033、基于优化目标，提取待优化管部中与优化目标密切相关的若干设计参数作为设计变量。

设计变量的选取基于优化目标，设计变量可以包括待优化管部的全部初始设计参数，也可以仅包括对待优化管部中对流场影响相对较大的部分初始设计参数。

通过选择参数化的设计变量，使后续管路三维建模过程中，三维建模软件可以根据设计变量的参数改变而自动对管路三维模型进行修改并重新生成，无需再手动进行建模操作。随着管路三维模型修改次数的增加，能够极大地缩短整个管路优化设计过程中三维建模所需时间，提高管路优化效率。

步骤s104、流体仿真软件通过第一脚本命令读取管路三维模型数据并进行初始流体仿真，保存初始流体仿真的操作命令文本；

具体包括以下步骤：

步骤s1041、流体仿真软件基于调用的中间文本数据生成流体仿真模型；

流体仿真软件可以但不限于star-ccm+、fluent等，流体仿真软件基于自带算法，通过中间文件的模型数据生成流体仿真模型。

由于仿真精度限制，当管路三维模型较为复杂时，流体仿真模型可能相对管路三维模型存在一定程度的简化，模型的简化可以通过流体仿真软件自动进行，也可以通过手动操作进行简化。

步骤s1042、基于流体仿真模型提取流体域，并对流体域进行网格划分。

此过程为流体仿真的常规过程，本实施例不再进行赘述。

步骤s1043、选择用于仿真计算的物流模型、设置边界条件及设置迭代结束条件(包括迭代收敛条件、最大迭代步数等)等。

此过程为流体仿真的常规过程，本实施例不再进行赘述。

步骤s1044、进行流体仿真计算直至计算结果满足迭代结束条件。

步骤s1045、基于仿真计算结果，提取与优化目标相关的流体仿真结果数据并输出。

步骤s105、在多目标优化软件中建立多目标优化模型，并基于优化目标，生成若干初始设计变量组合；

多目标优化软件可以但不限于modefrontier、isight、matlab等。

具体包括以下步骤：

步骤s1051、选取doe试验设计方法；

选取doe试验设计方法包括选择管路最优化算法、设计变量组合形成方法、数据筛选方法、相关性分析方法等。

doe试验设计方法的选取可以基于管路工况，通过多目标优化软件中的doe模块进行选取。

步骤s1052、设置每个设计变量的取值范围；

根据待优化管部的安装、与上下游结构的连接及样件制作等情况，给每个设计变量设定合适的取值范围；

步骤s1053、生成初始设计变量组合表；

基于每个设计变量的取值范围，确定所有设计变量组成的可行域。如，若有n个设计变量，则可行域为n维坐标系，每个设计变量组合为n维坐标系中的一个离散坐标点，选取可行域中的若干个离散坐标点形成若干个初始设计变量组合。

若干个初始设计变量组合以表格文本的形式储存在多目标优化软件中，并依从特定顺序被依次调用。

初始设计变量的选取可以采用在多目标优化软件中手动输入的方式进行，也可以由多目标优化软件根据内置的选取算法进行，或可以采用手动输入与多目标优化软件自动生成相结合的方式进行选取。

步骤s106、对每个初始设计变量组合，基于初始设计变量组合进行三维建模与流体仿真；

具体包括以下步骤：

步骤s1061、三维建模软件通过第二脚本命令对初始设计变量组合进行导入并修改管路三维模型；

由于在初始三维建模并进行设计变量参数化，在优化计算的建模过程中，可以使三维建模软件自动地根据设计变量组合的参数改变修改生成的管路三维模型，节省优化计算过程中的三维建模时间。

步骤s1062、流体仿真软件通过第一脚本命令将修改后的管路三维模型导入，并基于操作命令文本对修改后的管路三维模型进行流体仿真；

由于采用初始设计参数进行过初始流体仿真，通过保存初始流体仿真过程中的模型简化方法、流体域抽取方式、网格设置参数及物理模型、边界条件及收敛条件的设定，可以在后续每一次流体仿真过程中，基于保存的初始流体仿真设置对当前流体仿真参数进行自动设置，避免再次进行手动操作，节省流体仿真时间，提高流体仿真效率。

步骤s1063、多目标优化软件通过第三脚本命令读取与优化目标相关的流体仿真结果数据。

若优化目标包括管路压降，则通过第三脚本命令将待优化管部中的流体入口与流体出口处的平均压降值导入多目标软件中。

若优化目标包括出口截面流动均匀性，则通过第三脚本文件将待优化管部的出口截面流速分布数据导入多目标优化软件中。

需要导出的流体仿真结果数据可以根据需要优化的目标进行具体设定。

步骤s107、判断所有初始设计变量组合的流体仿真结果数据是否均不满足优化目标，如果是，执行步骤s108，如果否，执行步骤s117；

步骤108、在多目标优化软件中，基于所有初始设计变量组合的流体仿真结果数据，计算每个初始设计变量与优化目标的相关性；

基于多目标优化软件中内置的算法，计算每个初始设计变量与优化目标的相关性和敏感性。

步骤s109、在所有初始设计变量选取对优化目标敏感性较强的若干初始设计变量作为优化设计变量，并基于优化设计变量与优化目标的相关性确定每个优化设计变量优化方向；

步骤s110、在所有初始设计变量组合中，选取流体仿真结果数据最接近优化目标的一组初始设计变量组合作为初始的优化设计变量组合；

初始的优化设计变量组合包括若干个优化设计变量参数及初始设计变量中未被选定优化设计变量的参数，以使后续采用该优化设计变量组合进行建模和仿真计算时，采用该组优化设计变量组合中的优化变量参数和非优化变量参数覆盖原有三维建模中的对应参数，使后续优化过程、建模及流体仿真均基于改组初始的优化变量组合中的参数作为优化起点进行优化。

步骤s111、基于优化设计变量组合进行三维建模与流体仿真；

具体步骤可参考步骤s1061～步骤s1063，此处不再赘述。

步骤s112、判断优化设计变量组合的流体仿真结果数据是否满足优化目标，若否，则执行步骤s113，如是，则执行步骤s115；

步骤s113、判断优化设计变量组合的已生成个数是否大于预设值，若否，则执行步骤s114，若是，则执行步骤s116；

步骤s114、基于当前优化设计变量组合的流体仿真结果数据与优化目标的相关性及每个优化设计变量的优化方向，生成新的一组优化设计变量组合，并返回步骤s111；

步骤s115、确定当前优化设计变量组合为最优设计变量组合，并执行步骤s118；

步骤s116、选择所有优化设计变量组合中，流体仿真结果数据与优化目标最接近的一组优化设计变量作为最优设计变量组合，并执行步骤s118；

步骤s117、选取所有初始设计变量组合中，流体仿真结果数据相对设计目标最优的一组初始设计变量组合作为最优设计变量组合，并执行步骤s118；

步骤s118、三维建模软件通过第二脚本文件读取最优设计变量组合，并基于最优设计变量组合修改生产最优三维模型，获取最优三维模型中待优化管部的最优设计参数。

步骤s119、结束优化。

本实施例提供的管路优化设计方法，由于采用脚本命令实现三维建模软件、流体仿真软件及多目标优化软件之间的数据对接与调用，能够实现建模、仿真及结果分析等序列化操作的自动连续进行，提高管路优化设计效率；

由于在进行优化计算之前先进行初始三维建模并进行设计变量参数化，在优化计算的建模过程中，可以使三维建模软件自动地根据设计变量组合的参数改变修改生成的管路三维模型，节省优化计算过程中的三维建模时间；

同时，由于基于初始三维建模进行初始流体仿真，在优化计算的仿真过程中，可以基于初始流体仿真中的设计自动地对修改后的模型进行适应性修改和设置，节省优化计算流体仿真中建模与参数设置时间；

再者，在进行优化计算的过程中，通过设置若干组的初始设计变量组并对每一组初始设计变量组合进行建模与仿真，可以根据初始设计变量组合的流体仿真结果数据判断每个设计变量与优化目标的相关性与敏感性，能够选取较优优化起点设计变量组合的同时，更好地判断每个设计变量的优化方向，节省后续优化计算时间和优化所需步数，提高优化设计效果。

实施例二

如图2-图4，本实施例提供了一种管路设计方法，其基于实施例一中的管路优化设计方法的具体细化，对发动机中排气管路的待优化管部1进行优化设计，以降低排气管路降阻和提高排气管路的流动均匀性。

在本实施例中，三维建模软件采用creo，流体仿真软件采用star-ccm+，多目标优化软件采用modefrontier。但可以理解的是，三维建模软件、流体分析软件和多目标优化软件也可以不限定于creo、star-ccm+及modefrontier。

具体地，本实施例提供的管路设计方法包括：

步骤s201、确定优化目标和初始设计参数；

在本实施例中，优化目标包括：降低排气管路压降及提高排气管路的流动均匀性。

步骤s202、在dos系统中建立实现三维建模软件与流体仿真软件数据对接和调用的第一脚本命令、三维建模软件与多目标优化软件数据对接的第二脚本命令及多目标优化软件与流体仿真软件数据对接的第三脚本命令。

步骤s203、基于初始设计参数，在creo中进行排气管路的三维建模，并将排气管路的三维模型参数化，并抽取若干设计变量。

优选地，排气管路包括依次连通的排气歧管2、待优化管部1、三元催化器3、颗粒捕捉器4、消音器5及相关连接管路。该种排气管路的建模，使待优化管部1的流场可以考虑到上下游管路流场的影响，使流体仿真分析中，待优化管部1内的流场与待优化管部1实际应用过程中的流场分布更为贴合，提高仿真精度和优化效果。

但可以理解的是，在不会追求高优化精度时，排气管路也可以不包含排气歧管2、三元催化器3、颗粒捕捉器4及消音器5，而仅包括待优化管部1。

待优化管部1的设计变量包括sd13、sd14、sd18、sd19、sd2、sd3、sd34、sd41、sd48，分别具体指：流体入口口径、流体出口口径、管部总长、流体入口直线段长度、流体出口直线段长度、第一管路弯折弧度、第二管路弯折弧度、流体入口直线段与流体出口直线段之间的夹角。

步骤s204、在dos中运行第一脚本命令，使star-ccm+调用creo中的管路三维模型进行流体仿真分析；

具体包括步骤：

步骤s2041、在dos中运行中间文件保存命令，将creo中的三维数据模型转换成.iges格式的文件creo_igs。

步骤s2042、在dos中中间文件调用命令，使star-ccm+调用creo_igs文件；

步骤s2043、star-ccm+将读入的creo_igs文件生成初始流体仿真模型；

步骤s2044、对初始仿真模型进行流体域划分和网格划分设置；

其中，对于三元催化器3和颗粒捕捉器4，按照多孔介质模型进行处理，选取剪切六面体网格，其他区域设置为多面体网格。

步骤s20045、对初始仿真模型进行物理模型的选择、边界条件和迭代结束条件的设定；

步骤s2046、进行流体仿真模拟，直至计算结果满足收敛条件或迭代步数达到设定步数；

步骤s2047、获取压降数据和截面流动均匀性数据；

压降是统计待优化管部1的入口和出口之间的流动压力损失，用pressure_drop_para表示，截面流动均匀性具体指待优化管部1出口截面处的流动均匀性，包括ui_para(uniformityindex)和vi_para(velocityindex)两个参数，分别用ui_para和vi_para表示。

uniformityindex计算公式：

velocityindex是指在圆形截面上，速度最大的位置处的半径值与圆形截面的半径值之比。

步骤s2048、保存执行步骤s2043至步骤s2047的操作命令文本；

步骤s205、modefrontier的doe模块基于优化目标和每个设计变量的范围生成若干个初始设计变量组合的数据文本input_creo，并产生input_creo_text；

步骤s206、对每个初始设计变量组合，基于初始设计变量组合进行三维建模与流体仿真；

具体包括以下步骤：

步骤s2061、dos系统运行第二脚本命令，驱动creo软件依照特性顺序读取input_creo_text中的初始设计变量组合并根据读取的初始设计变量组合修改三维模型；

步骤s2062、dos运行运行第一脚本命令中的中间文件保存命令将修改后的三维模型导成iges格式的文件creo_igs；

步骤s2063、dos运行运行第一脚本命令中的中间文件读取命令驱动star-ccm+调用creo_igs文件；

步骤s2064、star-ccm+通过保存的操作命令文本进行建模、仿真及计算结果获得；

其中，在流体仿真建模中，用布尔运算实现待优化管部1与上下游部件的自动连接。

步骤s2065：dos运行第三脚本命令，将star-ccm+中的压降数据和截面流动均匀性数据从导入modefrontier中；

重复执行步骤s2061～步骤s2065，直至所有初始设计变量组合的流体仿真结果数据均导入modefrontier中。

步骤s207、判断所有初始设计变量组合的流体仿真结果数据是否均不满足优化目标，如果是，执行步骤s208，如果否，执行步骤s217；

步骤208、在多目标优化软件中，基于所有初始设计变量组合的流体仿真结果数据，计算每个初始设计变量与优化目标的相关性；

步骤s209、在所有初始设计变量选取对优化目标敏感性较强的若干初始设计变量作为优化设计变量，并基于优化设计变量与优化目标的相关性确定每个优化设计变量优化方向；

步骤s210、在所有初始设计变量组合中，选取流体仿真结果数据最接近优化目标的一组初始设计变量组合作为初始的优化设计变量组合；

步骤s211、基于优化设计变量组合进行三维建模与流体仿真；

具体步骤可参考步骤s2061～步骤s2065，此处不再赘述。

步骤s212、判断压降数据和截面流动均匀性数据是否满足优化目标，若否，则执行步骤s213，如是，则执行步骤s215；

在doe中设定pressure_drop_para和vi_para的值越小越好，ui_para的值越大越好。通常vi_para小于0.7,ui_para大于0.9即可；

步骤s213、判断优化设计变量组合的已生成个数是否大于预设值，若否，则执行步骤s214，若是，则执行步骤s216；

步骤s214、基于当前优化设计变量的流体仿真结果数据与优化目标的相关性及每个优化设计变量的优化方向，生成新的一组优化设计变量，并返回步骤s211；

步骤s215、确定当前优化设计变量组合为最优设计变量组合，并执行步骤s218；

步骤s216、选择所有优化设计变量组合中，流体仿真结果数据与优化目标最接近的一组优化设计变量作为最优设计变量组合，并执行步骤s218；

步骤s217、选取所有初始设计变量组合中，流体仿真结果数据相对设计目标最优的一组初始设计变量组合作为最优设计变量组合，并执行步骤s218；

步骤s218、creo通过第二脚本文件读取最优设计变量组合，并基于最优设计变量组合修改生产最优三维模型，获取最优三维模型中待优化管部1的最优设计参数。

步骤s219、结束优化。

本实施例还提供了一种排气管路，由上述的管路优化设计方法设计形成。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。