基于局部自适应代理模型的复合材料结构可靠性评估

为了评估复合材料复杂结构的可靠性,开展基于局部自适应代理模型的可靠性评估方法研究.针对复合材料翼盒结构,建立基于局部自适应算法的应力响应面代理模型和基于Weibull分布的强度分布模型,并基于蒙特卡洛法与Hashin准则计算翼盒结构的可靠性;同时开展复合材料翼盒结构的准静态拉伸试验,获得失效位置、失效形式及力-位移曲线,并以二项分布估计试验结果的置信度.结果表明:翼盒结构的失效位置位于上端拐角处,失效形式为基体剪切断裂与纤维拔出,材料参数中剪切模量对失效位置应力响应影响最大,结构需要优化设计减小拐角处剪切应力;基于局部自适应代理模型的可靠性评估数值分析结果与试验结果相对误差为5.295%,准确地评估了结构的可靠性.

车-桥随机系统行车安全指标极值预测的自适应代理模型方法

为提高桥上列车行车安全可靠性评估效率,提出了一种车-桥耦合随机振动系统行车安全指标极值预测的自适应代理模型方法。首先,通过GF偏差最小化准则建立随机变量初始样本点集和候选样本点集。其次,采用车-桥耦合振动系统理论模型获取初始样本点集对应的行车安全指标极值,并依此建立径向基函数代理模型;最后,利用准则函数和已建立的代理模型依次在候选样本点集中确定新的样本点,优化当前代理模型,直至代理模型的预测精度满足要求。为验证所提方法的有效性,分别以移动车轮加簧上质量过简支梁桥和车-桥竖向耦合振动模型为例,对比分析了自适应代理模型和一次性采样代理模型的训练样本点分布情况,以及两种代理模型的预测精度。结果表明:自适应代理模型具有良好的全局探索和局部开发能力,能够发现当前训练集中样本点稀疏区域和目标函数非线性较大区域,并对这些区域进行样本点加密,从而在不增加训练样本点数目的情况下,显著提高代理模型在整个样本空间内的预测精度。以车-桥耦合系统竖向随机振动模型的轮重减载率极值预测为例,自适应代理模型的预测精度较一次性采样代理模型提高了2.5倍。

基于自适应代理模型的气动优化方法

气动优化设计中,为了减少优化系统的计算周期,提高搜索效率,引入结构简单、计算量较小的代理模型,而运用有效的插值和选样方法(自适应选样)可以大大减少建立代理模型的时间。因此本文提出了一种基于自适应代理模型的气动优化方法。首先对自适应代理模型进行研究,建立了Kriging自适应代理模型和支持向量回归自适应代理模型,这两种自适应代理模型在相同样本点情况下比一般代理模型拥有更高的预测能力,然后将这其应用到翼型优化设计中,取得了良好的优化效果,从而表明这两种自适应代理模型不仅简单实用,而且明显提高了气动分析的计算效率。

基于自适应代理模型的翼型气动隐身多目标优化

针对翼型气动隐身多目标优化设计存在的计算量大与权重难以选取的问题,提出基于自适应径向基函数代理模型与物理规划的高效多目标优化策略(Multi-objective optimization strategy using adaptive radial basis function and physical programming,ARBF-PP)。利用物理规划法通过非线性加权的方式将多目标优化问题转化为直接反映设计偏好的单目标优化问题,然后分别对综合偏好函数和约束条件构造径向基函数代理模型,采用增广Lagrange乘子法处理约束,并用遗传算法(Genetic algorithm,GA)进行求解。优化迭代过程中,在当前可能最优解附近增加样本点,更新代理模型,提高代理模型在最优解附近的近似精度,引导搜索过程快速收敛。使用数值多目标优化算例与翼型气动隐身多目标优化实例验证了本文所提出优化策略的有效性。翼型气动隐身多目标优化结果表明:相比于初始翼型,优化翼型的升阻比提高了34.28%,重点方位角的雷达散射截面(Radar cross section,RCS)均值减小了24.19%。此外,在相同样本规模的情况下,本文方法所得最优翼型的气动隐身性能比静态径向基函数代理模型方法的优化结果分别提高了11%与25.6%;与遗传算法相比,本文方法所需的分析模型调用次数(Number of evaluation function,Nfe)降低了93.5%。

自适应代理粒子的非线性有限元与不可压缩流体实时耦合

该文提出了利用生成自适应代理粒子来实时耦合TLED非线性有限元与隐式不可压缩流体的新方法.首先,该文根据固体表面的局部高斯曲率对固体表面采样生成不同分辨率的代理粒子.其次,为了避免代理粒子和流体粒子间过早的耦合,文中设计代理粒子光滑核函数的支持域为椭球型.其次,为了防止流体粒子在固体发生形变时产生穿透现象,作者在每个时间步长内对固体表面进行重采样生成代理粒子,并自适应地改变其支持域的大小,最后,在处理边界时运用正则化方法计算边界处粒子的物理量,并利用基于统一计算设备架构的GPU并行计算方法对耦合过程进行加速.实验结果表明,该文提出的方法能在减少采样粒子、提高计算效率的同时,实现实时逼真的流固耦合效果.

自适应代理防火墙的分析和研究

本文首先介绍了几种传统的防火墙技术并做了比较,然后介绍了新一代自适应代理防火墙技术,分析了它的设计思想和工作原理,并介绍了这种新型防火墙的特点以及在网络安全中的应用。

结构可靠度分析的概率密度演化理论——自适应代理模型方法

为提高结构可靠度分析的精度和效率,发展了自适应代理模型与概率密度演化理论组合的一类高效可靠度求解方法。由于候选点集分布对于目标代理模型的导出速率具有关键作用,考察了GF偏差点集与常用MCS点集对代理模型构建的影响,确定了GF偏差点集作为优选点集.为验证优选点集及自适应代理模型与概率密度演化理论组合可靠度分析方法的有效性,以径向基函数为基础,开展了解析函数的代理模型构建与随机非线性结构抗震可靠度评估。结果表明:GF偏差候选点集增强了代理模型的构建效率,进一步提高了自适应代理模型与概率密度演化理论组合可靠度分析方法的精度和效率。

基于即时电视规范的PDR自适应代理系统研究

对个人数字录像机(PersonalDigitalRecoder,PDR)个性化服务进行了研究,提出了一个基于即时电视规范(TV-Anytime)的客户化节目推荐自适应代理原型系统。该系统根据用户的喜好档案,从大量的节目信息中筛选出用户感兴趣的内容推荐给用户,化解了节目播放时间的冲突。该系统主要包括以下关键技术:基于KQML的代理间通信,元数据的XML表示,节目观赏历史数据的修正,节目的用户喜好评估和用户喜好信息修正方法等。最后给出了本系统的实际应用例,验证了该系统的可行性。

基于自适应代理模型的变电系统智能调度控制方法

当前变电系统智能调度控制方法解析运算速率低,导致智能调度控制过程电压稳定性差。基于自适应代理模型提出一种新的变电系统智能调度控制方法。分析自适应代理模型的运算规则,通过建立多峰函数分析自适应代理模型函数样本,采用分散模式对电力分配进行智能控制,以不同的目标函数和线性规律作为线性分析算法的运算基础确定无功电压调度端口、配电网接口的无功电压工作状态,利用重心法解析运算连续产生的变量和单个变量,实现变电系统智能调度地址选择。经实验分析,在预备状态下,文中方法调度控制花费时间缩短了5.24s;在工作状态下,文中方法调度控制花费时间缩短了6.78s。在调度过程中电压稳定性平均提高了30.025%。

基于自适应代理模型的序列迭代优化

针对现有较为成熟的代理模型通用性差的问题,提出自适应代理模型方法,该方法能够根据优化问题自适应地选择出性能最优的代理模型.对某一优化问题分别构建不同类型的代理模型,然后对其进行性能测试,挑选性能较好的模型并进一步组合,从而提高模型性能.在此基础上进行序列迭代优化,很好地解决了传统的序列迭代优化方法无法在优化过程中实时更新模型类型的问题.通过标准测试函数以及活塞优化仿真实例分析表明:较之传统优化和基于单一代理模型的序列迭代优化,此方法能在保证求解精度的情况下拥有更高的优化效率.在活塞实例分析中,调用仿真模型的次数仅为传统优化的46%.

支持自适应的增强型文档管理系统

利用自适应代理和文档管理系统(AAPMS)的综合管理架构系统,用户可以得到与当前状态(终端能力、用户偏好等)相适应的自适应业务列表。业务选择之后,用户只需在移动设备上下载并安装一个简单的业务代理就能够连接到相应的业务提供商。用户和业务提供商还可以分别利用AAPMS管理各自的文档。

基于自适应优化策略的橡胶结构设计技术

尾推式发射筒的某些橡胶元件需要设计一定尺寸的橡胶结构,放入有限空间并利用橡胶变形来实现密封功能。然而压缩橡胶的结构设计难度较大:一方面,橡胶的设计尺寸是被压缩之后的变形状态,而工厂生产的都是未变形的橡胶尺寸,因此设计变形前的橡胶形状,具有一定挑战性;另一方面,橡胶为不可压的超弹性体,若设计的初始尺寸过大,有限空间的限制将装不下橡胶或者橡胶直接被压坏,若设计的初始尺寸过小,压缩后的橡胶将无法填满有限的内部空间,则必然有部分气体从一侧通过未填满的缝隙进入另一侧,使密封特性失效。为了解决上述问题,文中采用基于模糊聚类的自适应代理模型的优化策略,研究了一种橡胶结构设计方法,能够在已知橡胶压缩后尺寸的情况下反推出橡胶变形前的状态。试验表明,利用该设计方法生产出的橡胶,能够一次性解决橡胶结构的密封问题。

起重机起升机构动力可靠性分析

通过分析研究起重机起升机构可靠性,进而进行有效、正确、及时地预测,不仅可以降低其失效概率,还可以在机器维修、防止事故的发生等方面发挥重要作用。文中分析研究了起重机起升机构的结构特征和工作原理,建立了起重机起升机构结构研究和动力学模型,推算出50 t起重机在起升机构工作过程中起升制动和下降启动时起吊重物所受到的理论弹力值及理论加速度。然后基于不确定因素构建起重机构可靠性分析模型,基于自适应Kriging代理模型构建起升机构可靠性模型的近似模型,并计算其可靠度。最终仿真分析结果得出该机构符合事先预设要求,兼顾计算效率与精度。自适应Kriging代理模型能正确、及时、有效地对起重机起升机构可靠性进行分析及预测,提升了起重机的安全性。

宽包线吸气式高超声速飞行器外形优化研究

针对吸气式宽包线高超声速飞行器的气动优化问题,基于任务要求建立了基于多点权重分配的气动外形优化模型,并采用“CFD+准一维流”方法开展了气动性能分析。为兼顾气动外形优化的效率与精度,通过改进现有的并行加点策略,发展了一套基于代理模型与梯度算法的分层优化框架,并采用函数算例对改进后的加点策略进行了验证。对吸气式高超声速飞行器的气动外形进行了分层优化,在满足各学科约束的情况下使飞行器在各个优化评估点处的气动性能均有所提升。

基于首次穿越PDF自适应估计的时变可靠性分析方法

针对机械产品全寿命周期的时变可靠性问题,提出了自适应首次穿越点(First-crossing time point,FCTP)的概率分布模型,可获得寿命周期内可靠性的演化规律,为机械产品在全寿命周期内可靠性分析和设计提供了工具。对于传统时变可靠性首次穿越法中首次穿越率模型估计困难的问题,首先基于支持向量回归提出首次穿越时间点自适应代理模型;其次,采用拉丁化部分分层抽样(Latinized partially stratified sampling,LPSS)估计首次穿越时间点代理模型的四阶原点矩;再次,以距离代理模型一阶矩最近的点为中心,结合均匀分布构建自适应学习函数;然后,以相邻两次迭代的各阶矩最大误差为收敛条件,建立最优的首次穿越时间点的代理模型;最后,基于最优代理模型,利用核密度函数求解首次穿越点的概率密度函数(Probability density function,PDF),获得产品寿命周期内时变可靠性的演化趋势。通过三个算例验证了所提方法的有效性。

概述防火墙发展

全面介绍了防火墙的发展历程．详细剖析了各代防火墙的功能原理、关键技术及特点，同时简要描述了防火墙技术的发展趋势。

一种基于协同近似的多学科设计优化方法

为避免求解复杂工程系统多学科设计优化问题时需要反复调用复杂耗时的多学科分析和进行繁琐的灵敏度计算,提出了一种基于协同近似(CMSO)的多学科设计优化方法。首先通过一种协同模型来筛选出更能反映多学科问题本身属性的样本点,通过协同模型来保证系统的多学科一致性;然后通过这些样本点分别构建自适应代理模型,并进行代理模型的验证和确认;最后选择最佳的代理模型来构建多学科优化模型并使用序列二次规划法进行优化求解。通过一个数学算例和圆柱螺旋压缩弹簧设计案例验证了CMSO法的可行性和有效性,且与单学科可行法的比较结果表明了CMSO法的高效性。

考虑内压影响的加筋柱壳高效屈曲优化

针对运载火箭贮箱结构,基于渐近均匀化法建立考虑内压的非等厚筋条的加筋壳承载力快速计算方法。首先,采用渐近均匀化法获得加筋单胞的等效刚度阵,进而基于瑞利-里兹法计算考虑内压的整体失稳载荷,并基于板壳理论发展了加筋柱壳的蒙皮和筋条局部失稳载荷计算方法。此外,基于自适应代理模型优化方法,开展了考虑多种失效模式的加筋柱壳承载力最大化设计,以最优设计为例,分析了内压对加筋柱壳整体失稳载荷的影响规律。

直升机惯性传感器结构的模态优化

提出了一种基于迭代抽样和径向基插值的自适应代理模型方法。这种自适应方法以减少仿真计算数量和提高代理模型自适应能力为目的,使用多岛遗传算法选择新增样本点并使新增样本点位于设计空间的稀疏区域,使得所有的样本点均匀分布于设计空间。标准误差用来判断代理模型的精度大小以决定是否对代理模型进行更新。这种自适应代理模型结合多岛遗传算法对直升机的惯性传感器结构模态进行优化。用拉丁超立方抽样方法选择10个样本点构建初始的代理模型,自适应代理模型的计算结果表明2%的误差条件下需要额外增加7个样本点。优化结果表明不同的权重系数对最优模态特性的影响很大,惯性传感器结构的一至六阶模态值更加远离直升机的激励频率。