减少阴极保护系统灵敏度分析计算量的方法

在油田区域性外加电流阴极保护系统的优化设计中,应用三维边界元法数值求解控制方程和目标函数,使得优化设计和灵敏度分析计算中形成巨大的计算量．本文应用直接微分方法直接求得了对设计变量阳极位置的微商,减少了灵敏度分析的计算量,提高了优化设计和灵敏度分析的计算效率,节约了机时     

大型合成氨装置-段炉热回收系统的灵敏度分析

本文应用系统工程中的复杂系统灵敏度分析理论,对大型合成氨装置一段炉热回收系统的优化设计方案进行灵敏度分析计算,并根据灵敏度要求,釆用最优化方法定量确定各换热器的最佳面积裕量.根据计算结果,找出了系统中的关键部位,这对该方案实施的合理设计、正确操作及维护具有一定指导意义.     

机械零部件的动态可靠性稳健优化设计

研究了机械零部件强度、载荷和可靠度随时间的变化规律,并建立了随机载荷作用下的机械零件动态可靠性模型,讨论了动态可靠性灵敏度设计问题,提出了动态可靠性灵敏度设计的计算方法;将可靠性优化设计理论与动态可靠性灵敏度分析方法相结合,建立了动态可靠性稳健优化设计的计算模型,解决了机械零件的动态可靠性稳健优化设计问题。     

机械零部件的动态可靠性稳健优化设计

研究了机械零部件强度、载荷和可靠度随时间的变化规律,并建立了随机载荷作用下的机械零件动 态可靠性模型,讨论了动态可靠性灵敏度设计问题,提出了动态可靠性灵敏度设计的计算方法;将可靠性优化设计 理论与动态可靠性灵敏度分析方法相结合,建立了动态可靠性稳健优化设计的计算模型,解决了机械零件的动态可 靠性稳健优化设计问题。     

灰色系统理论的多目标可靠性稳健设计

通过对目标函数和约束条件进行灵敏度分析,生成目标函数和约束函数的灵敏度附加项,提出了2种基于灵敏度附加目标函数的可靠性稳健优化设计模型;针对不同评价者对目标获取信息的局限性,基于灰色系统理论把评价者对目标的评估分配在一定范围内,给出了计算各目标函数权重系数的专家评估方法. 应用Matlab7.1语言的优化工具箱和符号工具箱实现圆柱螺旋压缩弹簧的多目标可靠性稳健优化设计. 算例表明,该方法具有较高的精度和可靠度,为机械零件的可靠性设计提供了理论依据.     

特征向量组灵敏度分析的幂级数展开法

特征值与特征向量灵敏度分析在振动控制、结构动力优化设计等邻域中有着广泛的应用。本文根据模态展开和幂级数展开原理,导出了一种可用于特征向是组灵敏度分析的幂级数展开法。当所考察的特征向量组处于系统的低频区时,应用该方法可对系统中、高阶模态实施模态截断和加快;而当所考察的特征向量组处于系统的中频区时,应用该方法可对系统的高阶模态和低价模态同时实施截断和加速。数值示例计算表明,本文提出的方法是可行的。     

基于全局灵敏度分析方法的气动设计研究

针对气动设计中遇到的具有大规模设计变量的优化设计工程,造成优化搜索难度大,计算代价高等问题,提出了一种基于全局灵敏度分析方法的分层优化设计方法。即选取M-OAT方法对设计变量进行全局灵敏度分析,根据灵敏度信息对设计变量进行分层,随后分别对各层设计变量进行优化。对翼型及机翼进行分层优化设计之后,与普通全参数优化设计系统相比,建立的分层优化系统可以在单次优化过程中有效减小设计变量的数目,减小优化搜索的难度,加快优化收敛速度,同时也能获得较好的优化结果。     

整车环境下商用车驾驶室模态刚度灵敏度

由于在整车环境下零部件之间存在复杂的耦合关系,大多数汽车零部件优化设计都局限于单个零部件设计。针对整车环境下汽车零部件的优化问题,引进了模态刚度的概念,定义了基于有限单元或单元组(超单元)的模态刚度灵敏度,推导了相应的计算方法。该方法已应用于整车环境下商用车驾驶室的模态刚度灵敏度分析。在计算中,建立了整车的三维有限元模型,并把驾驶室划分为15个超单元。所得的模态刚度灵敏度可直接用来改进驾驶室的结构设计。本文方法为在整车环境下汽车零部件的优化提供了简单有效方法。     

脉冲载荷作用下结构响应灵敏度分析

以结构固有频率、振型灵敏度分析结果为基础，解决了在脉冲载荷作用下结构响应灵敏度的理论分析和数值计算。为火炮、弹箭等一系列受有冲击载荷作用的结构动力优化设计和修改提供了更为科学的依据。     

粮食加工机械装备多目标耦合优化设计技术研究

为了解决我国粮机装备可靠性差、故障率高、工艺效果不佳等问题,提出了粮食加工机械装备多目标耦合优化设计技术。针对粮机装备制造行业的现状,分析了面粉加工、大米加工等粮机装备的类型划分与行业特点,构建了粮机装备多目标耦合优化设计技术的体系模型。对粮机装备系列化模型快速生成、结构强度灵敏度分析、结构可靠性灵敏度分析、工艺性能参数灵敏度分析、多目标耦合优化设计方法等关键技术进行了深入研究。基于这些技术的应用,设计并开发了粮机装备数字化设计平台。实际应用案例表明,该技术体系对提高粮机装备的综合性能具有重要意义。     

框架结构抗震优化设计的灵敏度分析

本文讨论了文献,提出的抗震结构优化设计的灵敏度分析问题。建立了结构回振频率、振型、地震位移反应、结构可靠度的灵敏度分析公式及基于可靠性优化设计解的灵敏度分析过程。最后通过例题应用本文公式对文献的优化设计方法进行了全面地考证。结果说明:文献的设计方法当参数在一定范围内变化时,其优化解是稳定可靠的。     

电容层析成像系统的有限元分析

介绍了ECT系统的组成、工作原理及数学模型．针对有限元仿真分析过程中研究较多的三个重要问题：网格剖分、灵敏度计算及传感器优化设计进行分析，阐述其现有方法及成果．     

多体系统动力学设计灵敏度分析与动态优化设计方法

回顾和比较了近年来国际上基于多体系统动力学的设计灵敏度分析与动态优化设计所提出的主流方法，在此基础上，对具有通用性的设计目标函数，基于多系统运动学方程、常微分方程形式的动力学模型和微分／代数动力学模型，系统地建立了设计灵敏度分析的直接微分方法和伴随变量方法。     

K77减速机箱体优化设计与运动仿真

传统上以齿轮总中心距为目标函数对减速机箱体进行的优化设计,不能直接计算箱体实际体积,也不适用于含有锥齿轮的减速机箱体,为此,构建了新的优化设计模型,以箱体的实际体积为目标函数,选择合理的设计变量,应用Matlab优化设计工具箱,求解目标函数的最优解,并以K77减速机箱体为例进行了实际计算和分析。在此基础上,运用CATIA对输出轴和箱体参数化建模,并进行了装配与仿真。     

固定Ritz基子结构灵敏度综合方法

针对在动力系统的设计、分析和识别过程中,由于工程实际需要或设计精度要求,经常需要用到结构的高阶特征灵敏度的问题,提出了一种利用固定Ritz基子结构灵敏度综合求解结构n阶特征灵敏度的新方法.通过部件模态综合技术,有效减少了结构的自由度数目,达到了减少灵敏度分析计算量的目的.同时,用该方法进行灵敏度分析时,Ritz基是固定的,即不随设计参数变化.因此,Ritz基对设计参数的各阶导数均为零,使子结构灵敏度方法操作更加简单,更易于实现,亦减少了计算量.     

灵敏度指标在10 kV配电线路无功补偿中的应用

针对电力系统 10kV配电线路的具体特点 ,采用灵敏度分析技术进行无功补偿计算 .从实际应用角度 ,描述了优化问题的构成、电能损耗和电压分布的计算 ,以及对负荷形状系数的处理 ;详细介绍了灵敏度系数的计算、应用和无功补偿最终方案的确定 ;在对几十条实际 10kV线路计算的基础上进行了说明、分析和讨论 ;利用经济性目标函数对节点无功注入的灵敏度 ,对各可选点的补偿效果进行预估和排序 ,然后仅对有限的方案进行准确试算 ;在计及电容器实际容量、组别的基础上完成 10kV配电线路电容器定位及最佳补偿量的确定     

基于可靠度理论与LCC理论的重力坝优化设计

将可靠度理论和LCC理论应用到重力坝的优化设计中,可以解决重力坝可靠性与经济性相协调问题。建立了基于LCC理论的重力坝优化设计模型,分析了重力坝可靠度的计算方法,结合实例,探讨了基于可靠度理论与LCC理论的重力坝优化设计方案的确定。     

声振耦合声场分析与声辐射结构优化

为实现内声场和外声场同时存在的强耦合声辐射预报和噪声优化,建立有限元/边界元强耦合方程,并给出两种声功率灵敏度的求解方法。首先给出结构和内声场的声振耦合有限元方程,并考虑外声场声介质对结构的反作用,根据交界面力和法向速度的连续性建立有限元/边界元强耦合方程;然后针对声功率拓扑优化中单元灵敏度分析时难以解耦的问题,将声功率转化为以结构位移为变量的表达形式,并修改伴随方程,实现将该方法扩展至强耦合优化问题中;同时针对伴随变量法(adjoint variable method,AVM)推导过程复杂的问题,提出声功率灵敏度的直接求导法;最后采用线性化刚度方法将结构单元相对密度作为连续设计变量,对不同的结构材料和声介质组合优化问题展开研究。对比计算表明:该耦合模型计算的响应值与采用无反射边界的有限元法计算结果基本吻合;直接求导法和伴随变量法均可使迭代达到收敛,但直接求导法推导过程更简洁高效;数值优化算例证明优化算法的适用性较好,在声功率优化设计中的有效性。     

基于尺寸设计变量的声场-结构耦合系统的敏度分析

本文应用有限元方法对声场一结构耦合系统进行数值模拟和灵敏度分析。通过在结构设计阶段数值方法的研究,对耦合系统基于尺寸设计变量的特征频率和特征向量的灵敏度进行了分析．并通过数值算例的结果表明了算法的正确性,可为耦合系统的声学性态优化设计提供理论和算法基础。     

排气消声器优化模型探讨

将噪声源、消声管路和外界组成一般排气系统,对消声器消声特性进行计算,运用传递矩阵法给出了消声器插入损失的数学模型,分析了消声器内压力的损失及消声器目标消声量的频带特性对消声器优化设计的影响,提出并建立了兼顾消声器各项设计要求的新优化设计模型。运用BorlandC 和Matclab对新优化设计模型进行了计算,并编制了优化软件,最后对计算模型的预测精度和优化效果进行了试验室动态试验,证实计算和新建优化模型理正确可行的。