多学科设计优化方法及其在微型飞行器设计中的应用

微型飞行器是复杂的微机电系统 ,研究涉及微机械设计、微结构力学、微动力学、微流体力学、微气体动力学、微热学、微摩擦学、电子控制等多个学科。阐述了多学科设计优化方法的基本思想 ,综合考虑了微型飞行器设计在推力、重量、控制、通讯导航等方面的限制要求 ,探讨了该方法在微型飞行器设计中的应用 。

基于Nash均衡的多学科设计优化求解方法

结合Nash均衡理论,把各学科的设计目标作为博弈方,提出了一种易于解决冲突的多学科设计优化求解方法。各个学科可以采用不同的优化方法,并行地进行优化和设计;无系统协调模型,各个学科之间的信息交互简单。用实例证明了方法的有效性。

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。

协作优化方法的计算特性及其应用范围研究

协作优化方法是近年来发展起来的一种多学科设计优化方法,适用于求解大型分布式分析问题.本文分析了协作优化方法的基本构架和数学表达形式,研究了协作优化方法的计算特性,提出了对这种方法的改进途径,最后讨论了这种方法在多学科设计优化领域中的应用.

基于CSSO算法的抛弃式探头结构优化设计

在海洋水文探测系统中,抛弃式探头是整个探测系统的核心,也是探测工作的执行者。为了得到准确有效的探测数据,就需要对抛弃式探头做进一步的优化设计。采用多学科设计优化方法(multi-disciplinary design optimization,MDO)中的并行子空间优化方法 (concurrent subspace optimization,CSSO)对抛弃式探头进行设计。首先对系统进行分析,得到系统分析的近似模型,其次对并行的子学科进行优化,再次更新系统分析模型,最后验证优化模型的收敛性。结合抛弃式探头的结构,选取了头部进行了优化设计,给出了圆环型、半圆型、圆锥型3种设计方法。利用CAD软件画出三维仿真模型,然后用CFD软件进行流体工作环境仿真,最终确定半圆型头部探头为最优化设计探头。

多学科设计优化在航空发动机领域的应用

从设计角度讲,航空发动机综合性能的提高在很大程度上来源于两个方面:一是所涉及的各学科自身理论及技术的进步;二是能充分、合理地考虑各学科耦合关系的综合设计理论及技术的进步。尽管在第二方面取得的效果迄今远不如第一方面,但越来越多的人认识到,多学科设计优化方法(MDO)作为复杂系统设计的一种有效仿真工具,是解决航空发动机设计难题的最佳途径之一。