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基于自由曲面变形方法的离心泵叶片载荷优化 被引量:10
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作者 张人会 樊家成 +1 位作者 杨军虎 李仁年 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期38-43,共6页
针对传统离心泵叶片反问题及其优化难以进行,提出了基于载荷驱动的离心泵叶片自由曲面变形反问题方法,构建了更为稳定有效的晶格变形函数。根据离心泵叶片载荷分布特征采用多段样条曲线对离心泵叶片的载荷进行参数化控制,在控制变量空... 针对传统离心泵叶片反问题及其优化难以进行,提出了基于载荷驱动的离心泵叶片自由曲面变形反问题方法,构建了更为稳定有效的晶格变形函数。根据离心泵叶片载荷分布特征采用多段样条曲线对离心泵叶片的载荷进行参数化控制,在控制变量空间进行试验设计,采用响应面方法对叶片载荷分布规律进行优化研究,得到了离心泵叶片载荷分布规律与对应的叶片形状及叶片水力性能间的关系,得到了低比转速离心泵叶片理想的载荷分布规律。算例优化结果表明:提出的离心泵叶轮叶片载荷优化理论及方法是可行的。 展开更多
关键词 离心泵 叶轮 叶片 反问题 自由曲面变形 响应面
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基于直接自由曲面变形技术的液环泵壳体优化 被引量:11
2
作者 张人会 梁孟 +2 位作者 杨军虎 李仁年 孟凡瑞 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期1222-1226,1239,共6页
对液环泵壳体型线进行优化分析,提出了基于直接自由曲面变形(DFFD)方法的液环泵壳体型线的响应面优化方法.采用DFFD方法对液环泵壳体型线进行精确的参数化控制,在控制变量空间进行了试验设计,采用VOF模型对液环泵内的气液两相流动进行... 对液环泵壳体型线进行优化分析,提出了基于直接自由曲面变形(DFFD)方法的液环泵壳体型线的响应面优化方法.采用DFFD方法对液环泵壳体型线进行精确的参数化控制,在控制变量空间进行了试验设计,采用VOF模型对液环泵内的气液两相流动进行数值模拟,对液环泵壳体型线进行响应面优化分析,建立了液环泵壳体型线与其进口真空度及效率之间的响应关系,实现了对液环泵进口真空度及效率的优化.算例优化结果表明:壳体型线对液环泵水力性能有较大的影响,在一定范围内可实现泵效率及进口真空度的提高;具有较大吸气区面积扩散比的壳体型线所对应的液环泵具有较高的进口真空度,而泵的效率随该面积比的变化规律正好相反;在试验设计变量空间,泵的效率随其进口真空度的增大近似呈线性下降趋势. 展开更多
关键词 液环泵壳体 直接自由曲面变形 响应面方法 优化
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骨粒串主导的自由曲面变形算法 被引量:4
3
作者 叶大海 庄越挺 刘丰 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第12期1719-1723,共5页
由于目前广泛应用的骨骼子空间变形算法本身固有的缺陷 ,常常导致生成的曲面出现“塌陷”与“萎缩” ,严重影响了生成曲面的真实感 提出一种骨粒串主导的自由曲面变形算法 ,通过重构曲面模型 ,将骨骼与曲面相结合 ,并把虚拟的骨骼实体... 由于目前广泛应用的骨骼子空间变形算法本身固有的缺陷 ,常常导致生成的曲面出现“塌陷”与“萎缩” ,严重影响了生成曲面的真实感 提出一种骨粒串主导的自由曲面变形算法 ,通过重构曲面模型 ,将骨骼与曲面相结合 ,并把虚拟的骨骼实体化 ,成为可变形的骨粒串 变形时先计算每一骨粒的新坐标 ,然后计算相应皮肤顶点的新坐标 实验结果表明 ,该算法有效地消除了“塌陷”与“萎缩” 。 展开更多
关键词 自由曲面变形 角色动画 高真实感 骨粒串
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基于自由曲面变形技术的离心压气机叶片优化设计
4
作者 邸晓非 《今日制造与升级》 2023年第12期76-78,共3页
为提高离心压气机叶片优化设计的效率、灵活性以及精细化程度,提出基于自由曲面变形技术的离心压气机叶片优化设计。利用自由曲面变形技术结合具有局部特性的B样条基函数,构建B样条基自由曲面变形技术方法,并结合多目标DNSGA遗传算法计... 为提高离心压气机叶片优化设计的效率、灵活性以及精细化程度,提出基于自由曲面变形技术的离心压气机叶片优化设计。利用自由曲面变形技术结合具有局部特性的B样条基函数,构建B样条基自由曲面变形技术方法,并结合多目标DNSGA遗传算法计算流体动力学对离心压气机叶片进行了额定工况、常用工况下的气动性能寻优设计。优化结果表明,优化设计可有效改善流场结构以及气动性能,利用较少的设计变量实现了离心压气机复杂曲面叶片高效灵活的精细化设计。 展开更多
关键词 自由曲面变形技术 离心压气机 叶轮叶片 优化设计
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基于自由曲面变形方法的离心泵三维叶片反问题方法 被引量:1
5
作者 张人会 张书玮 +1 位作者 杨军虎 鲁煜杰 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期98-103,共6页
针对传统离心泵三维扭曲叶片反问题难以实现,提出了基于自由曲面变形的离心泵三维扭曲叶片反问题方法。将叶片工作面与背面的压力之差作为叶片载荷,依据设计叶片实际载荷与目标载荷间的差值来驱动叶片的变形,依次对叶片前、后盖板流线... 针对传统离心泵三维扭曲叶片反问题难以实现,提出了基于自由曲面变形的离心泵三维扭曲叶片反问题方法。将叶片工作面与背面的压力之差作为叶片载荷,依据设计叶片实际载荷与目标载荷间的差值来驱动叶片的变形,依次对叶片前、后盖板流线型线进行变形控制。提出了依据前、后盖板流线型线及叶片进出口边形状对叶片各轴面截线形状进行控制的策略。算例的计算结果表明,通过所提出的反问题方法得到的叶片型线与目标叶型吻合程度较好,在设计工况点及非设计工况点的效率偏差均在0.6%以内,能够较快速、准确地实现离心泵三维扭曲叶片的反问题设计。该研究为离心泵三维扭曲叶片的反问题方法提供了参考。 展开更多
关键词 反问题 离心泵叶轮 三维扭曲叶片 叶片载荷 自由曲面变形
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双三次NURBS曲面矩阵块表示及在曲面设计中的应用 被引量:2
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作者 高新瑞 张树生 侯增选 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2005年第4期937-939,1106,共4页
研究了NURBS三次与二次曲面的矩阵块表示及在曲面设计中的应用。给出了NURBS三次与二次基函数系数矩阵表示和NURBS三次曲面矩阵块表示。从矩阵块表示中可很清楚地看出参数区间、曲面片与控制顶点对应关系,这点对NURBS曲面自由变形与求... 研究了NURBS三次与二次曲面的矩阵块表示及在曲面设计中的应用。给出了NURBS三次与二次基函数系数矩阵表示和NURBS三次曲面矩阵块表示。从矩阵块表示中可很清楚地看出参数区间、曲面片与控制顶点对应关系,这点对NURBS曲面自由变形与求解都很重要。通过在Java2.0与Java3D环境下检验证明该算法高效可靠。 展开更多
关键词 基函数系数矩阵表示 NURBS三次曲面 矩阵块表示 NURBS曲面自由变形 曲面设计 CAD系统
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双作用液环压缩机壳体型线响应面分析及多目标优化
7
作者 张人会 许强 郑直 《液压气动与密封》 2024年第2期21-27,共7页
为探究双作用液环压缩机壳体型线对其内流场及性能的影响机理,采用DFFD参数化方法对多级双作用液环压缩机椭圆形壳体型线进行响应面优化分析,并结合NSGA-II多目标优化方法对吸排气区壳体型线进行协同优化。采用VOF多相流模型对该液环压... 为探究双作用液环压缩机壳体型线对其内流场及性能的影响机理,采用DFFD参数化方法对多级双作用液环压缩机椭圆形壳体型线进行响应面优化分析,并结合NSGA-II多目标优化方法对吸排气区壳体型线进行协同优化。采用VOF多相流模型对该液环压缩机全流域进行非定常计算,双作用液环泵内相态场、压力场基本呈径向对称分布,吸排气区域及叶轮壳体内流场与单作用液环泵分布规律基本一致,随着级数增大液环内的气相区域逐渐减小。响应面结果表明吸气量的大小主要取决于吸气口始端和末端的壳体型线,当R_(A)值趋于0水平,R_(B)处于低水平时,吸气量趋于最大值。轴功率主要受吸、排气口始端位置壳体型线影响,R_(A),R_(C)值越小,轴功率越小。效率的大小主要取决于吸气口始端和末端的壳体型线,且R_(A)值越大,R_(B)值越小,效率越高。在额定出口压比条件下,以吸气量和效率作为优化目标对液环压缩机进行NSGA-II多目标优化,获得其Pareto前沿的最优效率设计J和和最优流量设计K,J方案流量和效率分别高于原方案1.40%和2.53%,K方案流量和效率分别高于原方案16.4%和0.61%。 展开更多
关键词 双作用液环压缩机 壳体型线 直接自由曲面变形 响应面分析 多目标优化
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后缘变弯度机翼设计优化中网格自动生成技术 被引量:1
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作者 李中武 麻蓉 颜洪 《航空计算技术》 2022年第2期31-34,39,共5页
基于CFD技术开展民机机翼后缘变弯度气动设计优化中,机翼后缘变弯度设计的几何参数化和网格自动生成是优化设计流程的前置处理子流程,也是研究开发重要方面。针对研究问题提出了机翼后缘局部网格变形策略,开发了基于自由曲面变形(FFD)... 基于CFD技术开展民机机翼后缘变弯度气动设计优化中,机翼后缘变弯度设计的几何参数化和网格自动生成是优化设计流程的前置处理子流程,也是研究开发重要方面。针对研究问题提出了机翼后缘局部网格变形策略,开发了基于自由曲面变形(FFD)技术的几何参数化和RBF-TFI混合插值技术的局部网格变形程序,在此基础上建立机翼后缘变弯度优化设计流程。为了提高网格变形效率,还提出了RBF插值基序列筛选方法,开发并集成于BRF-TFI混合网格变形程序。以某型民机为算例,开展机翼后缘变弯度气动设计优化数值研究,验证了变形网格自动生成技术在多方式组合复杂变弯度机翼设计优化中的适用性。 展开更多
关键词 后缘变弯度机翼 自由曲面变形 RBF-TFI 网格生成
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基于Hanson噪声模型的螺旋桨气动与噪声优化设计 被引量:4
9
作者 宋翔 余培汛 +2 位作者 白俊强 韩啸 彭嘉辉 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期685-694,共10页
针对螺旋桨气动与噪声多目标优化设计问题,采用基于非均匀有理B样条的自由曲面变形方法对全桨叶进行三维几何变形。为节省优化计算成本,将RANS方法和Hanson模型相结合预测纯音噪声,其预测精度与耦合URANS方法的FW-H方程相当。在此基础上... 针对螺旋桨气动与噪声多目标优化设计问题,采用基于非均匀有理B样条的自由曲面变形方法对全桨叶进行三维几何变形。为节省优化计算成本,将RANS方法和Hanson模型相结合预测纯音噪声,其预测精度与耦合URANS方法的FW-H方程相当。在此基础上,采用Kriging代理模型与非支配关系排序遗传算法进行优化搜索,建立了螺旋桨气动与噪声多目标优化设计框架。采用该框架对某民航客机螺旋桨进行优化设计,优化以叶片不同展向站位的翼型扭转角和弦长作为设计变量。相比基础桨叶,在功率不增加的情形下,巡航构型风洞试验状态的轴向监测点噪声值最大下降约0.25 dB,在功率略有增加的情形下,噪声降低约1 dB。 展开更多
关键词 自由曲面变形方法(FFD) 多重参考坐标系(MRF) Hanson噪声模型 非支配关系排序算法(NSGAⅡ)
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基于CFD的钻井船线型优化及阻力计算 被引量:1
10
作者 何进辉 张海彬 +2 位作者 羊卫 张修远 郭春雨 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第1期56-60,共5页
为了对钻井船阻力性能进行优化,以某钻井船为研究对象,通过建立首尾部半参数化船体模型,针对月池关闭状态下的钻井船,对其首尾部的型线进行优化,选出最佳优化方案。钻井船的首尾部型线经过优化后,总阻力降低了2.003%。其中,摩擦阻力降低... 为了对钻井船阻力性能进行优化,以某钻井船为研究对象,通过建立首尾部半参数化船体模型,针对月池关闭状态下的钻井船,对其首尾部的型线进行优化,选出最佳优化方案。钻井船的首尾部型线经过优化后,总阻力降低了2.003%。其中,摩擦阻力降低0.13%,剩余阻力优化效果为8.9%。本文研究可为钻井船的型线设计优化提供一定的参考和建议。 展开更多
关键词 钻井船 型线优化 阻力 自由曲面变形 CFD
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超大型组合翼伞开伞性能研究
11
作者 吴琼 张红英 +1 位作者 段非 胡雪鹏 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2023年第5期1-10,共10页
为深入了解超大型组合翼伞与连续翼伞开伞过程的差异,文章通过数值模拟计算对超大型组合翼伞和连续翼伞的开伞性能进行了对比研究。首先,基于自由曲面变形(Free-Form-Deformation,FFD)理论建立了超大型翼伞的展向折叠模型,然后应用任意... 为深入了解超大型组合翼伞与连续翼伞开伞过程的差异,文章通过数值模拟计算对超大型组合翼伞和连续翼伞的开伞性能进行了对比研究。首先,基于自由曲面变形(Free-Form-Deformation,FFD)理论建立了超大型翼伞的展向折叠模型,然后应用任意拉格朗日-欧拉(ArbitraryLagrange-Euler,ALE)方法对翼伞折叠模型进行了充气过程的流固耦合仿真计算。分析了超大型组合翼伞和连续翼伞充气过程中的伞衣外形、伞衣应力和气室充气规律,深入对比了超大型组合翼伞和连续翼伞的充满时间和开伞动载。研究表明,连续翼伞和组合翼伞的开伞性能差异很小,两者的充满时间相差不大,组合翼伞展开效果更好,动载之差在5%左右。与连续翼伞相比,组合翼伞更易于制造和使用。研究将为超大型翼伞的设计优化提供一定的参考。 展开更多
关键词 超大型组合翼伞 充气展开 自由曲面变形理论 任意拉格朗日-欧拉方法 开伞动载
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TOOTH CROWN DEFORMABLE DESIGN BASED ON DIRECT MANIPULATION OF FFD
12
作者 程筱胜 俞青 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI 2005年第4期285-290,共6页
A flexible and adaptable design method for the tooth crown is presented based on the direct manipulation of free-form deformation (FFD). The correct shape of the tooth crown can be obtained by adding, modifying, and... A flexible and adaptable design method for the tooth crown is presented based on the direct manipulation of free-form deformation (FFD). The correct shape of the tooth crown can be obtained by adding, modifying, and deleting constraint points or load points based on stretching and compressing operation. Finally, an example is given to illustrate the method to be efficient. 展开更多
关键词 free-form deformation deformable design design for tooth crowns prosthodontics CAD/CAM
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模拟鼻整形术中三维图像配准的研究 被引量:2
13
作者 张宇 《智能计算机与应用》 2012年第1期11-15,共5页
随着医疗水平的提高,人们对整容手术的要求越来越高。术前准确有效的医患沟通成为手术成败的关键。一套模拟术后患者脸部图像的系统将显著提高医患沟通效率和准确性。通过三维图像配准,医生可以就患者术前术后鼻部变化进行对比,也可以... 随着医疗水平的提高,人们对整容手术的要求越来越高。术前准确有效的医患沟通成为手术成败的关键。一套模拟术后患者脸部图像的系统将显著提高医患沟通效率和准确性。通过三维图像配准,医生可以就患者术前术后鼻部变化进行对比,也可以就预期结果与实际结果进行对比。对刚性和弹性医学图像配准在模拟鼻整形术中的适用性进行了研究,对配准算法的准确度以及效率进行了讨论,着重讨论了不同算法变换参数的搜索策略。同时,讨论了自动控制点的设置。 展开更多
关键词 刚性配准 弹性配准 迭代最近点 自由曲面变形
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基于工程环境的气动多目标优化设计平台研究 被引量:5
14
作者 李权 郭兆电 +1 位作者 雷武涛 赵轲 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期255-268,共14页
工程环境中,飞机气动力设计面临在多个目标和多种约束条件下寻找最优值,需在较短时限内完成设计优化,并保证最终方案可靠。基于高性能计算环境,采用现代计算流体力学(CFD)数值模拟技术和优化技术等构建了面向实际工程的飞行器气动多目... 工程环境中,飞机气动力设计面临在多个目标和多种约束条件下寻找最优值,需在较短时限内完成设计优化,并保证最终方案可靠。基于高性能计算环境,采用现代计算流体力学(CFD)数值模拟技术和优化技术等构建了面向实际工程的飞行器气动多目标优化设计平台:采用基于非均匀有理B样条(NURBS)方法的自由曲面变形技术,实现对工程复杂气动外形的参数化表达;采用网格变形技术,实现优化过程中计算网格的自动更新;采用基于有限体积方法和多块结构网格的雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程并行解算器进行气动力求解;采用基于精英保留策略的非支配排序的多目标遗传算法(NSGA-II)进行多目标全局优化求解;采用非线性单纯形算法进行局部优化求解,优化过程中,通过人工调整优化种群,引入人工经验,构建"人在回路"的设计流程。以某翼型/机翼气动力优化设计为例对该平台技术进行验证:多目标优化设计可得到清晰的Pareto前沿解分布;优化后的翼型/机翼在满足各项约束的前提下,具备更高的综合气动性能。结果表明:所发展的气动多目标优化设计平台具有很好的工程适用性。 展开更多
关键词 多目标优化 气动设计 遗传算法 计算流体力学 自由曲面变形技术
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Classification of hypersurfaces with constant Laguerre eigenvalues in R^n 被引量:10
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作者 LI TongZhu LI HaiZhong WANG ChangPing 《Science China Mathematics》 SCIE 2011年第6期1129-1144,共16页
Let x:M → Rn be an umbilical free hypersurface with non-zero principal curvatures.Then x is associated with a Laguerre metric g,a Laguerre tensor L,a Laguerre form C,and a Laguerre second fundamental form B,which are... Let x:M → Rn be an umbilical free hypersurface with non-zero principal curvatures.Then x is associated with a Laguerre metric g,a Laguerre tensor L,a Laguerre form C,and a Laguerre second fundamental form B,which are invariants of x under Laguerre transformation group.An eigenvalue of Laguerre tensor L of x is called a Laguerre eigenvalue of x.In this paper,we classify all oriented hypersurfaces with constant Laguerre eigenvalues and vanishing Laguerre form. 展开更多
关键词 Laguerre transformation group Laguerre tensor Laguerre isotropic hypersurfaces Laguerre eigenvalues
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