鱼雷发动机多学科设计优化应用展望

介绍了鱼雷发动机设计优化技术的现状与发展,提出了基于多学科设计优化(MDO)的鱼雷发动机优化设计方法,按零件、部件和总体方案设计3个阶段,分别从系统分解、模型建立、MDO策略、优化算法以及MDO平台建立5个方面,分析与展望了多学科设计优化在鱼雷发动机设计中的应用前景.     

基于模糊理论的MDO算法性能评价

多学科设计优化算法的选取其实质是一个多目标综合评价问题.文中依据模糊综合评价的基本原理,通过对几种常见MDO算法的设计变量、约束、计算精度和计算复杂度进行分析,建立了MDO算法模糊评价选优决策模型.并采用加权欧氏空间距离进行评判,给出了改良的序列二次规划算法(NLPQL)、自适应模拟退火算法(ASA)、多岛遗传算法(MIGA)和序列二次规划算法(DONLP)在涡轮叶片多学科设计优化中选择的实例说明,验证了本文所采用方法的有效性.     

高超声速乘波飞行器多学科设计优化研究进展

来波飞行器由于其具有高升阻比特性而成为国内外高超声速飞行器研究的热点.介绍了飞行器多学科设计优化(MDO)的发展概况,简述了乘波构形优化设计的研究进展.在此基础上对高超声速乘波飞行器MDO的理论基础进行了分析,阐述了应用MDO技术进行高超声速乘波飞行器设计的必要性和可行性.重点从气动和结构系统的协同优化设计、机体和推进系统的一体化优化设计以及气动和控制系统的综合优化设计等3个方面讨论了MDO在高超声速乘波飞行器设计中的应用现状.提出了今后应加大对MDO集成框架的开发力度,大力开展包含可靠性和经济性分析的高超声速乘波飞行器多目标MDO研究.     

多学科设计优化理论在飞行器设计中的应用研究

以飞行器设计应用为背景,介绍了多学科设计优化的基本思想和研究内容,归纳了MDO的知识框架及工程设计常用优化算法,并总结了MDO在飞行器设计中的应用。     

导弹系统的多学科设计与优化框架技术研究

为了有效支持导弹武器系统总体和各分系统在不同阶段的多学科综合设计与优化，介绍了一种三层结构的MDO框架，并从流程定制与监控、模型转换和封装、优化算法和策略及与其他系统集成等四个方面对MDO框架的关键技术进行了探讨。最后，结合FIPER和iSight两个软件的优势，提出了一种基于FIPER-iSight的多学科综合优化框架的解决方案。     

鱼雷外形低阻、低噪和高机动性的多学科优化设计方法

为了解决鱼雷外形低阻、低噪和高机动性综合优化设计问题,基于MDO理论,利用两级综合优化算法和并行子空间优化算法,提出了一种适用于鱼雷外形综合优化设计的多学科优化算法,建立了系统级优化模型,利用二次响应面近似技术,解决了学科级与系统级之间的耦合问题。最后,通过实际算例,对多学科分析与优化方法及模型的有效性进行了验证,获得了一种综合性能较优的方案。     

—种枪械总体动态优化设计的新方法

针对枪械产品的设计复杂性，结合多个学科领域优化的特点，提出应用多学科优化设计方法(MDO)来设计和优化武器产品。首先归纳分析了MDO方法，给出其在枪械设计过程中的应用框架，在此基础上开发了应用平台。最后给出了一个机枪的四个子系统两级优化模型的算例。说明在该平台上应用MDO方法于机枪的总体优化设计是可行的。     

基于多学科优化的导弹总体参数设计

为提高超高速反坦克导弹的总体设计性能,文中研究了多学科设计优化(MDO)技术在总体参数分析、优化中的应用方法,建立了MDO模型与集成仿真平台,并完成了总体参数初步优化.计算结果表明,在总体设计中应用MDO技术可有效提高导弹性能.     

基于响应面并行子空间算法的水雷外形综合优化设计

基于MDO理论,利用基于响应面的并行子空间优化算法,将水雷外形优化设计问题分解为一个系统级优化和阻力、流噪声两个学科级优化问题,建立了学科级精确计算模型和系统级近似模型,解决了学科间的耦合问题,实现了学科间的并行优化,实现了水雷外形低阻、低噪的综合优化设计,取得了较好的优化结果。     

面向MDO的战略导弹动力学仿真通用类库的设计与实现

从多学科设计优化(MDO)的思想出发,对战略弹道导弹总体设计的方法进行了探讨.在此基础上,提出了战略导弹多学科设计优化通用平台的概念.进一步以平台的重要组成部分--动力学仿真模块为例,运用UML语言对其建模,并形成通用飞行动力学类库.最后,基于该通用类库,实现了功能完善、扩展性强的动力学仿真软件.     

基于子空间近似算法的鱼雷总体多学科设计优化

在子空间近似算法的基础上，结合鱼雷总体设计的内容和实际特点，对基于子空间近似算法的鱼雷总体多学科设计优化的相关内容进行了详细分析，建立了数学模型，并进行了实例验证，结果表明该方法对提高鱼雷的设计质量，避免人力、物力的浪费，降低设计风险等有极为重要的作用。     

飞航导弹总体设计MDO问题表述研究

多学科设计优化技术的核心内容是MDO问题表述与求解。为研究导弹总体多学科设计优化问题，给出了通用的导弹总体设计MDO表述，并基于协作优化（CO）表述，结合变复杂度建模技术和MDO框架集成技术，改造了某飞航导弹的总体设计过程，获得了较大的优化，验证了导弹总体设计CO表述的有效性，且该表述方法可以推广到各类导弹总体设计当中。     

光纤陀螺结构动力学优化设计

光纤陀螺作为一种基于sagnac效应的角速度传感器，其结构的主要力学环境是振动，系统对结构的要求是小型化、轻量化．利用结构优化技术对光纤陀螺的主结构件进行了动力优化设计，得到了比较满意的设计结果。     

反TBM导弹动能杆战斗部优化设计

在引战配合条件下, 针对目标可能采取的对抗措施, 推导了动能杆战斗部类反TBM导弹的杀伤概率数学模型, 并根据仿真结果讨论了影响杀伤概率的主要因素; 在此基础上, 把战斗部参数作为设计变量, 以单发导弹杀伤概率最大、战斗部质量最小为双目标函数, 建立了优化设计模型, 并给出算例, 分析了计算结果.     

多学科优化设计技术在现代鱼雷设计中的应用展望

介绍了国内外多学科优化设计技术的现状与发展，基于该技术在国内起步较晚、在鱼雷领域的应用还是空白的现状，展望了多学科优化设计技术在现代鱼雷技术中的应用，认为应从4个方面开展工作：建立适合鱼雷使用的系统优化模型；确定优化算法；研究优化设计流程；建立鱼雷总体多学科优化设计平台，从而实现全雷各系统各学科的协同设计，提高鱼雷总体设计水平。同时介绍了几种优化算法，如单级优化算法、并行子空间优化算法和协作优化算法，以及几种优化设计平台，如美国Engineous Software公司开发的iSIGHT软件、Sandia国家实验室开发的DAKOTA软件、Vanderplaats开发的VisualDOC软件、Phoenix Integration公司开发的ModelCenter软件等的技术特点。     

协同优化技术在自动武器设计中的应用与实现

为了解决自动武器设计中参数多、参数间相互耦合、不易获得系统整体性能的满意解的问题,采用协同优化策略对自动武器多个系统参数进行优化.建立了参数化的2层4个子系统的自动武器优化模型,通过系统间的一致约束,得到以射击精度为系统总体目标的优化结果.与传统设计结果比较,总体设计的质量和效率都有所提高.     

基于非层次型改进二级求解技术的大口径火炮多学科优化设计

以某大口径火炮为研究对象,研究该火炮弹-炮-药一体化设计中弹、炮、药参数的更优匹配关系。基于内弹道、外弹道及终点效应3个子学科的内部耦合关系,以弹丸最大初速、火药利用效率、射程及杀伤面积为优化目标,借助Isight集成优化平台,采用非层次型改进二级求解策略,建立了系统学科及某大口径火炮弹-炮-药一体化多学科优化模型。相比于传统的单目标优化方法,该模型充分发挥了各个子学科的自治能力,借助系统学科的统筹协调,避免了优化目标的过度劣化,实现了火炮综合性能的改善。     

空射运载火箭多学科优化设计

采用iSIGHT软件进行空射运载火箭多学科优化设计,建立多学科优化设计模型,采用并行子空间算法进行优化分析.     

基于iSIGHT的战术导弹多学科设计优化

讨论了基于响应面的协同优化方法计算框架,并利用该方法在iSIGHT软件中实现了导弹多学科的集成,建立了包含气动、弹道、发动机和质量4个学科的战术导弹的系统优化模型.对基于响应面的协同优化方法和单级多学科优化方法进行优化分析比较,结果表明,基于响应面的协同优化方法要优于单级多学科优化方法.     

安装座结构优化设计

采用有限元方法对四种不同结构形式的安装座系统进行了模态分析，所得固有频率与工作频率比较，确定了较优的结构设计方案，为安装座的结构修改提供了依据。