基于kriging函数的连续刚构桥结构优化设计

桥梁的设计参数如边中跨比、梁底抛物线幂次、桥墩顺桥向的尺寸和薄壁双墩净距等对刚构桥的受力性能有着直接的影响。文中提出采用人工蜂群算法对钢构桥结构参数进行了优化,作为设计决策的辅助。为提高优化效率,减少优化时间,采用了kriging函数作为代理模型,优化时直接调用代理模型而非有限元模型。工程实例表明,所提算法能较快优化出设计参数,提高了结构优化的效率,易于实际优化工程应用。

基于Kriging近似函数的变复杂度近似模型

为解决飞行器多学科不确定性设计与优化过程中多次调用计算复杂的高精度学科分析模型带来的计算复杂性问题，结合变复杂度建模思想和Kriging近似函数，建立了基于Kriging近似函数的变复杂度近似模型。该近似模型的构造基于较少的高精度模型取样点和较多的低精度模型取样点，在满足近似精度的要求下可大大减小高精度模型近似模型构造的计算成本。数学算例和某飞行器气动力变复杂度近似模型算例证明了该方法的有效性。

基于Kriging方法的整流罩气动外形设计优化

研究基于Kriging近似方法的运载火箭整流罩气动外形设计优化问题。提出采用Kriging函数建立整流罩气动参数计算近似模型,解决运载火箭整流罩气动外形设计优化计算复杂性问题,推导了Kriging函数参数估计流程,给出其具体仿真实现方法;建立整流罩气动外形设计优化问题数学模型,采用基于Kriging函数的近似方法求解。仿真结果表明,提出的设计优化方法收敛速度快,优化方案平均阻力比基线方案减小22.2%,各项约束均得到良好满足。为飞行器气动外形设计优化研究提供理论参考。

响应面建模方法的比较分析

工程应用中选用拟合精度和拟合效率较高的响应面建模方法是其应用的关键.首先描述主要响应面建模方法的逼近函数形式、参数估计方法及其基本特性;然后引入4个有代表性的函数,并分别利用上述响应面建模方法对这4个函数进行响应面拟合;最后从拟合精度和拟合效率两方面比较分析上述响应面建模方法.结果表明,基于径向基函数的响应面建模方法最适于实际问题的响应面建模.

固体火箭发动机内弹道响应面建模方法研究

响应面法可以较好地解决固体火箭发动机高精度内弹道模型的计算复杂性问题,而选用合适的响应面建模方法是其应用的关键。文中首先介绍了当前应用较多的四种响应面建模方法;然后以固体火箭发动机一维准定常内弹道计算模型的响应面建模为例,从拟合精度和拟合效率两方面比较分析了上述响应面建模方法。通过比较结果可知,基于径向基函数的响应面建模方法具有较高的拟合精度和计算效率,最适于发动机内弹道响应面建模。

外星轮热挤压预成形多目标优化设计

针对外星轮热挤压成形性能波动,模具杆部过渡圆角区磨损严重的问题,对关键模具结构和挤压工艺参数开展优化研究。基于有限元数值模拟仿真,结合析因试验分析首先得到影响磨损和填充的关键参数及其影响方向。随后对核心参数构造代理模型替代有限元机理模型,用于磨损和填充性能的数值预测。并使用线性加权和法将所得近似模型转化为单目标函数,耦合遗传算法进行全局寻优。计算发现,当入口斜度y=30°,根部圆角a=18.6 mm,杆部圆角b=5 mm,模具硬度HRC60,摩擦因数m=0.1,挤压速度v=10 mm/s,模具预热温度T=300℃,坯料初始温度t=1 180℃时,在保证锻件填充完全的前提下可获得模具最大磨损量的显著降低,模具寿命较初始提高约2 100件。最后通过仿真和生产试验验证了优化结果的正确性。

点火瞬态过程仿真模型参数辨识

建立了固体火箭发动机点火瞬态过程一维非定常流场仿真模型,采用系统辨识方法进行了模型参数不确定性研究。基于点火试验用缩比发动机试验结果,得到了传热模型参数和瞬态燃速模型参数的最优估计,提高了点火瞬态过程一维仿真模型的预估精度。采用近似方法,构建Kriging近似函数,有效解决了一维非定常流场仿真的计算复杂性问题。