使用多学科设计优化方法对鱼雷总体综合设计的建模思路研究

多学科设计优化方法是一种新的针对复杂工程系统设计的求解方法,给出了多学科设计优化方法的参数表示,分析了鱼雷总体综合设计的学科划分和耦合参数,然后分别使用三种典型的多学科设计优化方法——多学科可行性法、单学科可行性法和协调优化法对鱼雷总体综合设计进行建模思路研究,并对三种模型进行了对比分析。     

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。     

鱼雷总体多学科设计优化技术研究进展

多学科设计优化是世界各国工业设计界新兴的研究领域,是解决复杂系统工程问题的有效手段。本文概述了多学科设计优化技术的研究进展,重点介绍了其组成要素、求解策略和典型优化框架的评估与比较。通过对鱼雷总体多学科体系结构的研究,将鱼雷总体设计划分为7个学科领域,以协作优化算法为例探讨了多学科设计优化在鱼雷总体设计中的应用方法,给出了设计模型,并指出了其研究方向和技术难点。     

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iSIGHT的鱼雷摆盘发动机活塞多学科设计优化

为进一步对鱼雷摆盘发动机活塞进行优化设计,综合考虑其温度、结构及强度,基于多学科可行性法（MDF）建立了摆盘发动机活塞的多学科设计优化（MDO）模型,并使用UG和ANSYS进行温度场和强度学科设计与分析。给出了活塞多学科设计优化分析仿真流程,并基于iSIGHT集成UG和ANSYS建立其多学科设计优化平台,通过二次开发实现了参数输入、输出、更新及软件间数据交流。经优化的活塞质量较原来降低了21.81%,最高温度降低了55℃,第1环槽温度降低了29℃,最大应力降低了10 MPa。仿真结果表明,活塞轻量化的MDO可有效处理热-结构耦合因素,在降低活塞质量的同时改善了温度及应力特性,提高了设计优化效率。     

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。     

鱼雷总体多学科设计优化集成平台及其关键技术

分析了鱼雷总体设计所面临的技术瓶颈及多学科设计优化的应用趋势。基于项目管理、流程管理、数据管理、知识工程和多学科设计优化等技术,提出了鱼雷总体多学科设计优化集成平台的构想,详细论述了该平台的体系结构以及构建该平台所需解决的关键技术。本文的工作可作为进一步深入研究及构建鱼雷总体多学科设计优化集成平台的参考。     

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。     

可靠性优化方法在飞航导弹多学科设计优化中的应用

飞航导弹多学科设计优化(MDO)中,设计变量的不确定性可能降低设计结果的可靠性,传统的MDO方法无法解决这个问题。基于序贯优化和可靠性估计(SORA)的可靠性优化方法将优化设计和可靠性分析有机结合,在优化过程中考虑设计变量的不确定性,并采用单循环形式搜索优化设计结果。通过飞航导弹多学科设计优化的算例,可知基于SORA的可靠性优化方法不仅可以减小设计变量不确定性对设计结果的影响,提高可靠性,还可以有效提高计算效率。     

A Multidisciplinary Design Optimization Model for AUV Synthetic Conceptual Design

Autonomous undersea vehicle （AUV） is a typical complex engineering system. This paper studies the disciplines and coupled variables in AUV design with multidisciplinary design optimization （MDO） methods. The framework of AUV synthetic conceptual design is described first, and then a model with collaborative optimization is studied. At last, an example is given to verify the validity and efficiency of MDO in AUV synthetic conceptual design.     

—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。     

多学科设计优化中搜索策略研究

针对多学科设计优化的问题复杂性, 探讨现有优化算法在多学科设计优化问题中的适用性, 以确定搜索策略的选择.回顾了经典优化方法在优化设计中的应用, 介绍了软计算在多学科设计优化中的应用, 并对软计算中的智能优化算法及其在多学科设计优化中的应用作了研究, 最后对多学科设计优化中搜索策略的发展方向作了阐述.     

MDO中基于标准数据交换的多学科软件集成研究

多学科软件集成是实现MDO的基础,针对设计分析软件的不同类型特点,提出了以标准数据交换实现多学科软件集成的方式,分析了常用标准数据交换格式和基于标准数据交换格式的MDO结构,实现了基于UG二次开发的标准数据交换的多学科软件集成接口,并以简单机翼设计的CAD-气动分析为例对接口进行了验证.     

基于试验设计和响应面近似的高超声速巡航飞行器多学科设计优化

建立了基于试验设计理论和响应面近似的超燃冲压发动机推进的高超声速巡航飞行器多学科设计优化方法。首先建立外形尺寸、质量估算、气动力性能、气动热性能和推进性能学科的分析模型。模型考虑了学科间的耦合效应，结合弹道方程，形成了飞行器的总体性能模型。然后分别采用D—Optimal设计、Taguchi设计和均匀设计选择设计点，通过多机并行计算完成高超声速巡航飞行器性能分析。根据分析结果，构造响应面近似模型。通过响应面近似模型的优化，完成了高超声速巡航飞行器的多学科设计优化。计算表明，基于试验设计的多学科设计优化方法可以用于高超声速巡航飞行器的优化设计。     

基于APDL的鱼雷壳体结构参数化建模

鱼雷壳体建模在鱼雷设计过程中是非常重要的一环。传统的鱼雷壳体建模方法仅利用CAD绘图软件通过GUI进行建模,一旦有个别参数改变,设计人员就必须重新建模,严重浪费了设计资源。该文提出了一种基于ANSYS参数化设计语言（APDL）的鱼雷壳体参数化建模方法,只需改变几个设计参数即可使计算机重新自动进行建模,既大量节省设计资源,又有利于后期的鱼雷壳体优化。     

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.     

基于UG OPEN/API的鱼雷对转螺旋桨参数化建模

对转螺旋桨的优化设计是鱼雷外形优化设计中很重要的部分。该文在现有UG二次开发语言UG OPEN/API的基础上,提出了一种对转螺旋桨参数化3D建模方法,建立了鱼雷对转螺旋桨的参数化模型,利用该方法能够简化对转螺旋桨优化设计的分析流程,具有较高的实用价值。     

鱼雷技术准备协同虚拟训练系统开发与实现

传统实装上的鱼雷技术准备训练对装备器材、场地环境和人员等都有一定的要求,且会对装备造成不可避免的磨损,为部队的组训工作带来诸多问题,制约着技术保障水平的全面快速提升。该文基于VRML-JAVA构建,结合鱼雷技术准备训练的协同性和导演性提出了鱼雷技术准备协同虚拟训练系统构架,论述了3D场景的仿真,JAVA与VRML的通信技术,组部件的3D拆装以及面板的2D操作等关键技术。经使用考核表明,该系统符合实际训练需求,其良好的交互性可以满足各岗位、各科目的协同及独立模拟训练。系统运行稳定可靠和简单低廉的使用维护方式,使部队摆脱了传统训练模式下的种种束缚,为提升鱼雷技术保障水平提供了科学高效的训练平台。     

软杀伤武器环境下鱼雷多目标跟踪方法

针对日益复杂水声对抗环境下鱼雷多目标跟踪中出现目标误跟或失跟现象,分析了水下软杀伤武器的对抗方式,提出了一种基于识别、跟踪、优选的一体化鱼雷多目标跟踪方法。该方法首先利用识别来排除干扰式武器的影响,然后对潜艇和声诱饵进行目标跟踪,最后通过优选确定鱼雷的攻击目标。仿真结果表明,该方法可有效解决鱼雷跟踪过程中短时的数据丢失问题,并实现组合使用软杀伤武器情况下的鱼雷反对抗。     

可重复使用跨大气层飞行器多学科设计优化中姿控子系统的建模与仿真

在对可重复使用跨大气层飞行器(RTAV)进行多学科设计优化(MDO)的过程中,对RTAV姿控子系统的时域仿真是姿控子系统设计和飞行稳定性分析的重要手段。对某RTAV的MDO过程中姿控子系统的Simulink建模与三通道综合时域仿真的方法进行了研究。从理论上分析了建模、仿真过程中遇到的代数循环问题,并针对问题特点提出了解决方案。