飞机多学科设计的分级优化方法

飞机设计是十分复杂的过程,它需要多个学科的综合及许多部门的合作。基于层次型分解的多学科设计优化（MDO）算法就是解决这类复杂工程系统优化的有效方法。它将大系统分解为许多层,每层又有许多子系统,而各个子系统的计算规模较小,同时又能保留各层次间的耦合关系。通过三梁元刚架结构的设计,证实了本算法的有效性。     

飞机多学科设计中的协同优化算法

讨论了基于响应面的优化算法,该方法通过分解、协调的方式解决飞机设计中多个学科的耦合以及数据量大和数据关系复杂的问题。而响应面的引入又使协同优化的计算收敛速度更快,可靠性更高。同时还着重研究了减省响应面构造过程中所需的分析次数的方法,并给出了一个远程无人机的例子,通过协同优化算法进行总体参数优化设计。     

两级系统多学科可靠性设计合成优化方法

针对大规模的不确定性多学科系统,提出了一种基于BLISS方法的两级系统多学科可靠性设计合成优化方法——RBMDOSB。该方法采用了SORA方法的框架,将可靠性分析和多学科设计优化分离开来,分为可靠性分析和确定性多学科设计优化两个问题顺序执行,其中,具体使用基于多学科模型的性能评估法进行可靠性分析,应用BLISS方法进行确定性多学科设计优化问题求解,并添加与耦合变量相关的移动量来对多学科设计优化问题的约束进行修正。最后通过具体算例验证了RBM-DOSB方法的可行性和有效性。     

支持多学科设计优化的产品集成设计知识模型研究

为了在工程设计中提高产品多学科设计知识的集成能力,通过研究产品多学科设计优化（MDO）的设计过程,提出一种支持多学科设计优化的产品集成设计知识模型.利用对产品设计知识应用特征的分析,研究产品集成设计知识的融合方法,阐述了产品设计知识的表达以及具体设计规则的匹配机制,分析了多学科设计知识获取和目标满意度评价的过程及方法.应用产品集成设计知识模型作为指导框架,采用GeneXus开发工具,搭建了一个支持多学科设计优化的原型系统平台,并以具体产品的设计过程为例,在平台中验证了该设计知识模型的可行性和有效性.     

基于全局优化算法的多学科优化计算构架

比较了MDF计算构架与分解类构架对多学科连续性约束的处理策略,并分析了MDF计算构架对多学科分析提出的计算需求.在此基础上,将多学科分析(MDA)的求解问题转化为全局优化问题,结合具有全局搜索特性的遗传算法和具有较好局部收敛特性的复合形法,建立了一种全局优化算法GACA,以满足MDA的计算需求.基于GACA,对MDF计算构架进行改进,建立了两级优化MDF计算构架BL-MDF.典型算例的计算结果表明,本文的计算构架具有较好的计算性能,同时算例也验证了本文对MDF与分解类计算构架的比较结论.     

攒盒菜品设计制作及关键技术探析

为探究川菜传统菜品攒盒的设计方法,传承其制作技艺,文章以设计与制作一款九色攒盒菜品为例,采用传统烹饪技法,以菜品设计和感官评价方法探析九色攒盒菜品组成的格局、制作工艺与关键技术等因素。结果表明:使用9种不同的荤素食材,做成9种不同口味、不同形状、不同色彩的凉菜,按照岔味、岔形、岔色组配而成的九色攒盒菜品最具有川菜传统风味特色。     

基于多学科协同算法的机床主轴优化设计

用多学科设计优化理论进行了机床主轴参数的优化设计.以主轴质量、外伸端挠度和切应力为同步优化目标,利用协同优化算法思想建立了两级优化数学模型,包括一个系统级模型和三个子系统级模型.运用iSIGHT软件对优化数学模型求解,在使得主轴质量最小的同时保证有较好的刚度和强度.计算结果表明多学科设计优化在处理多目标优化问题时有明显的优越性.     

基于响应面法的车门防撞梁多学科设计优化

对车门防撞梁的原始设计方案进行优化,以M形截面车门防撞梁替代原管型防撞梁的设计方案,并以M形截面车门防撞梁的材料参数作为设计变量,以提高车门防撞梁的轻量化性能及其在侧面碰撞中的吸能性为优化目标,采用正交试验设计方法进行样本数据设计,使用响应面法建立车门防撞梁轻量化性能及吸能性的多学科近似模型,通过遗传法最终得到最优的车门防撞梁材料方案,在保证其质量不增加的情况下,显著提高了车门防撞梁的碰撞吸能性.     

基于人工神经网络响应面技术的多学科优化方法研究及应用

在常用的非层次型多学科综合优化算法基础上,提出了基于神经网络响应面多学科优化算法(ANNMDO),是一种二级结构优化方法,子学科在优化时只需满足本学科的局部约束,学科层优化目标是使该学科优化设计方案与系统层提供的目标方案差异最小,系统层提供一种协调各个学科优化结果冲突机制,并且所需学科层信息通过神经网络响应面获取.最后将协同优化算法(CO)、并行子空间优化算法(CSSO)、ANNMDO算法应用于齿轮减速箱算例,验证了本文算法的高效性.     

多学科优化设计及其在汽车设计中的应用

多学科优化设计是世界各国工业设计界新兴的研究领域,是解决复杂工程系统设计的有效方法.对多学科优化设计的基本理论、应用研究及发展进行了综述分析;将多学科优化设计方法引入到汽车设计中,提出一种基于模块化的MDO方法的设计思路及其相应的协同优化求解思路.     

基于新的MDO方法的整车抗撞性设计及优化

多学科设计优化(Multidisciplinary design optimization,MDO)方法能够有效解决大规模复杂工程系统的设计问题,为了更好地处理经常遇到的准可分MDO问题,提出了一种基于罚函数的两级交替优化方法(Two-level alternating optimization method based on penaltyfunction,PAO)。PAO基于分解协调策略,首先将准可分MDO问题分解为一个系统级问题和多个子系统级问题,然后通过交替求解达到子系统间的一致性。首次使用PAO方法对整车抗撞性进行设计优化,计算结果验证了该方法的有效。     

飞机概念设计的多学科综合优化技术

将均匀设计与二次响应面相结合，发展了一种高效实用的飞机多学科设计的并行子空间优化算法。采用均匀设计给出初始样本点，为近似模型提供有效的精确模型信息，简单实用的二次响应面作为一种在计算量和精确度上达到合理折衷的近似方法为系统级和学科级的优化模型提供状态变量的近似信息。将该方法用于某通用航空飞机的概念设计，考虑气动、重量和性能3个学科，很好地解决了各学科间复杂耦合带来的计算困难，证实了该算法的有效性。     

Digital Design of Virtual Prototype based on Multidisciplinary Design Optimization

In order to obtain digital design of complex mechanical product as optimal as possible in an efficient way,multi- discipline integrated design method is proposed,which integrates multidisciplinary design optimization (MDO) into digital design process to design virtual prototype (VP) efficiently.Through combining MDO and multi-body system dynamics,MDO integra- tion platform,which takes VP as the core,is constructed.Then automated MDO design of VP is realized and changes of mechani- cal design project can be expressed intuitively during MDO design process.The proposed approach is also demonstrated by using inte- grated analyzing flow of vehicle engineering design.The result shows that the method not only can feasibly realize the MDO of VP, but also can solve the optimization problem of vehicle multi-body system dynamic performance.It can be adopted to the digital de- sign of other complex system.     

基于并行设计思想的薄壳屋面造型研究

以自由曲面薄壳屋面概念设计方案为对象，基于并行设计思想提出了一套可供参考的评价最优建筑造型方案的方法。以整体结构的应变能最小作为自由曲面薄壳屋面优化选型的目标函数，将方案的形状优化和拓扑优化目标函数相统一，从而对初始造型进行优化设计，确定了符合结构整体应变能最小的最优建筑造型方案，并通过具体数值算例证明了所选方案的合理性。