改进遗传算法在导热反问题研究中的应用——以建筑物外墙热工参数协同研究为例

建筑物外墙导热反问题参数间的协同研究是建筑传热协同理论中的基本问题,主要研究在一定控制目标下（如一定的温度场或热流密度）各参数之间的匹配关系。对于此类问题,需要采用反问题的求解方法。本文在求解过程中引入改进的遗传算法,提出了改进的遗传算法与数值计算相结合的数学模型。通过两个算例的验证,结果表明：改进的遗传算法可以用于建筑物墙体稳态导热参数之间的协同研究,也可以应用于非稳态的类似研究。     

遗传算法在永磁电机气隙磁场设计中的应用

讨论了表面磁钢结构的永磁电机磁极形状的设计问题．表面磁钢结构的永磁电机磁场波形由磁钢的形状确定．如果磁场波形已知,通过求解电磁场反问题就可以获得理想的磁钢形状．其求解过程一般是先转化为电磁场正问题,然后进行寻优叠代．但在寻优过程中,利用传统寻优方法求解该问题难以获得满意结果,因此本文将遗传算法引入到电磁场反问题求解中来,并根据该问题的特点,提出了“基因子链最高位受限变异”以及“相邻基因子链相关变异”等概念,利用有限元方法与遗传算法相结合,对该电磁场反问题进行了寻优求解,最终获得了较理想的寻优结果．     

基于遗传算法的热物性参数辨识

建筑物外墙导热反问题参数间的协同研究是建筑传热协同理论中的基本问题,主要研究在一定控制目标下(如一定的温度场或热流密度)各参数之间的匹配关系。对于此类问题,需要采用反问题的求解方法。本文在求解过程中引入改进的遗传算法,提出了改进的遗传算法与数值计算相结合的数学模型。通过两个算例的验证,结果表明：改进的遗传算法可以用于建筑物墙体稳态导热参数之间的协同研究,也可以应用于非稳态的类似研究。     

协同设计的冲突检测研究

冲突检测是协同设计中的一个主要问题.本文从约束的角度考虑,把冲突的检测问题转化为整个协同设计约束网络的可满足问题,并引入遗传模拟退火算法进行求解,使得计算效率提高了近30%,冲突识别率提高了20%.     

徐州地区既有住宅建筑节能改造设计

徐州地区既有住宅建筑普遍存在能耗大的问题.通过对该地区气候特征、既有建筑外维护结构热工性能等进行分析,从墙体、屋顶、窗户、采暖系统以及可再生能源在建筑中的应用等方面提出了对既有住宅建筑的节能改造技术措施.     

基于NX Moldwizard的注塑模结构协同设计研究

注塑模结构详细设计阶段实现协同设计,需具备并行性、任务指派、权限控制、数据同步和冲突检测消除机制等要素,指出注塑模结构协同设计方法主要由产品、模具结构特点和可调配资源决定,总结了NX Moldwizard协同设计的常用流程,并通过一款具有复杂零件结构的相机外壳的注塑模的工程实例,证明NX Moldwizard协同设计显著缩短了模具的设计时间,提高了模具设计开发的效率给出了工程应用价值案例．     

利用NSGA-Ⅱ算法求解供水管网优化改造模型

为提高供水管网优化改造模型的客观性,给出更合理的优化结果,对供水管网改造单目标优化模型进行适当处理,将水力约束条件转化为独立的目标函数,建立供水管网改造多目标优化模型.利用面向多目标优化问题求解的非控制排序遗传算法-II(NSGA-Ⅱ)求解多目标管网优化改造模型.通过算例验证,算例管网中低压节点问题、管段负荷过大问题、管段改造投资问题,由于都作为目标函数进行求解,给出综合考虑三方面问题的优化结果.通过多目标建模思想以及面向多目标问题优化算法(NSGA-II)的引入,解决单目标模型无法描述管网改造为多目标问题的矛盾,克服采用权重系数或惩罚函数带来的不确定因素.并通过引入人工诱导基因变异算子,加快种群向可行解域的收敛速度,提高算法的收敛速度,而且改善解的合理性.     

纺织材料厚度设计反问题

提出了基于热湿传递稳态模型的纺织材料厚度设计反问题,并根据正则化思想将反问题的求解归结为函数极小化问题。利用常微分方程组的正演算法与函数极小化问题的一维搜索,构造了反问题正则化解的一类迭代算法,并证明了算法的收敛性。数值模拟试验验证了算法的有效性和反问题提法的合理性。     

面向振动控制协同设计任务的时间模型研究

在基于压缩机管线振动控制项目的协同系统中,各子任务分配和调度是十分关键的。合理的任务分配和调度可以优化振动控制项目实施进程,提高项目的执行效率。笔者考虑管线振动控制项目中任务之间的相互约束关系,以项目总的持续时间为目标,任务调度为设计变量,建立项目协同任务调度的数学模型,并应用遗传算法对其进行求解,得出任务的最优调度策略和任务调度的甘特图,并进行验算分析。分析结果显示在最优调度策略下,项目执行效率明显提高,总的执行时间大大缩短,这种基于遗传算法的时间模型可为项目任务的合理分配提供一种很好的参考。     

用遗传算法实现Multi—Agent协同设计中的子任务调度

提出了Ｍｕｌｔｉ－Ａｇｅｎｔ协同设计任务调度的目标模型,描述了系统资源和Ａｇｅｎｔ资源的数据结构,并以细粒度子任务的调例,用遗传算法实现任务调度,提高了Ｍｕｌｔｉ－Ａｇｅｎｔ协同的效率。     

基于BIM技术的建筑节能结构协同设计

针对传统建筑节能方法与实际结果拟合度稳定性差、能源利用率低的问题,提出基于BIM技术的建筑节能结构协同设计.应用建筑多指标能耗函数,完成建筑总能耗数据的计算,通过对空调传热量与采暖传热量进行计算获取相应指标,应用BIM技术对建筑结构进行划分,获得优化后的结构,利用建筑规定性指标和建筑能耗总量获取建筑节能结构协同设计最佳方案.结果表明,该设计结果与实际节能情况拟合程度高,能源利用率也有所提升,节能持续性系数平均为0. 982.与当前相关设计对比,该设计实用性更强.     

CAD协同设计问题探讨

近年来,随着CAD设计软件的开发与应用,国内有许多软件公司开发、研制了各种CAD协同设计软件.结合我集团信息化建设,经过一段时间对国内几家设计单位CAD设计平台实际应用考察.本文对协同设计平台创建过程中需要解决的问题进行了探讨,其目的为了及时发现设计过程中存在的问题,避免和解决各专业之间的相互碰撞,提高设计工作效率.     

基于遗传算法的热防护服厚度反问题的数值分析

合理地设计热防护服厚度可以降低烧伤危险、提高舒适性,是热防护服研发的重要问题.除防护服常用的三层织物外,将皮肤与第三层织物之间的空隙层看作第四层,将人体皮肤层到体内作为第五层,基于Fourier定律建立了一维有限长五层热传导模型.然后根据人体皮肤表面的温度要求提出了热防护服厚度反问题,并随着不同的要求做相应调整.一方面,利用有限差分法实现了模型的数值求解;另一方面,基于遗传算法求解反问题,确定了第五层的各项热学参数,同时求出满足要求的热防护服最优厚度,结果验证了算法的有效性和反问题的合理性.     

基于网格的协同设计框架

针对如何实现高度资源共享和远程协同设计的问题,提出基于网格的大规模协同设计环境(Grid-based Large-scale Collaboration Environments,简称GLCE),并给出GLCE的软件结构,进而在开放式网格服务架构(Open Grid Services Architecture,简称OGSA)的基础上提出一种基于网格的协同设计框架(Grid-based Collaborative Design Frame,简称GCDF),对框架中的关键技术如协同感知、协同交互等进行了讨论.GCDF框架实现了异地分布人员协同设计的功能,并且适应网格环境的变化,最大程度地实现了资源共享.     

面向对象的异地协同设计管理中心

从企业竞争的角度阐述了发展异地协同设计的必要性和紧迫性以及发展异地协同设计管理中心对异地协同设计的重要意义。并利用面向对象的思维和设计方法,构造了一个符合客观世界模型、功能完备,扩充性强的协同设计管理中心模型。     

基于SOA的工程协同设计环境

针对当前复杂产品设计中智力资源和知识资源异地分布、学科领域广泛交叉的现状,研究了面向服务架构下的工程协同设计环境,讨论了实现该设计环境的关键方法与技术,包括以SORCER为基础的底层技术架构,标准化的设计服务接口与信息交互协议的建立,智力资源和知识资的封装等.最后以工程布局设计为例初步验证该设计环境的有效性.     

基于CORBA的纺机协同设计研究

基于CORBA的三层B／S结构,提出了纺机协同设计原型系统,并对纺机协同设计的过程控制、产品多模型 视图和基于多代理的协同组织机制等关键技术进行了深入探讨。     

电子系统设计新方法——协同设计

在分析系统传统设计方法的基础上,阐述系统的协同设计方法,通过实例表明系统协同设计方法是现代电子系统设计的一项核心技术     

设计数据管理增强分布式VLSI协同研究

通过设计数据管理解决协同设计中存在的快速设计演化、数据版本和容量激增以及在多站点设计协作中的网络带宽限制及其在设计交接期间的数据完整性维护等问题,提出模块化技术、基于树的模块版本化、分层版本管理、推动式发行和增量式发行等解决办法.借助DMC的帮助,在高复杂度的ASIC芯片设计中,提高了分布于5个远程站点的生产力.     

基于正则化方法的不确定参数反演

结构识别的基本思想是结构的实际物理性态的变化将影响结构各自由度的响应数值,从而可以依据结构的动力特性逆向识别出结构的实际性态。因此,作为典型的反问题,参数反演得到广泛的研究。笔者通过结构的动力特性(固有频率和振型)基于正则化方法进行反演从而达到结构的参数识别。