板翅式换热器锯齿型翅片参数的遗传算法优化研究 被引量：24

1

作者 杨辉著 文键 +3 位作者 童欣 李科 厉彦忠 王斯民 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期90-96,共7页

针对目前锯齿型板翅式换热器未能同时优化多参数,或者大多优化研究存在对经验关联式依赖的问题,提出了利用Kriging响应面来近似目标函数与设计变量之间的关系、应用遗传算法对锯齿型板翅式换热器翅片结构参数的优化方法。在维持翅片通... 针对目前锯齿型板翅式换热器未能同时优化多参数,或者大多优化研究存在对经验关联式依赖的问题,提出了利用Kriging响应面来近似目标函数与设计变量之间的关系、应用遗传算法对锯齿型板翅式换热器翅片结构参数的优化方法。在维持翅片通道雷诺数为800时,把换热器的最大j因子、最小f因子和最大F_(TEF)因子作为3个单目标函数,对翅片的翅片高度h、翅片间距s、翅片厚度t和翅片节距l进行了优化研究。研究结果表明:翅片高度h与翅片间距s对换热器综合性能F_(TEF)因子呈正增长,而翅片厚度t和翅片节距l呈负增长;在翅片高度为9.5mm、翅片间距为2.2mm、翅片厚度为0.1mm和翅片节距为3mm时,换热器性能最佳;结合Kriging响应面的遗传算法克服了传统优化方法对经验关联式的依赖。该研究结果可以指导锯齿型板翅式换热器的优化设计。 展开更多

关键词 板翅式换热器 遗传算法 kriging响应面 优化设计

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Kriging响应面代理模型在有限元模型确认中的应用 被引量：20

2

作者 张冬冬 郭勤涛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期187-191,共5页

结合Kriging理论,实现Kriging响应面代理模型在有限元模型确认过程中响应预测的应用。讨论模型验证与确认的基本思想,初步提出有限元模型确认流程;以Garteur benchmark飞机结构瞬态响应仿真为例,建立加速度响应最大值Kriging响应面,通... 结合Kriging理论,实现Kriging响应面代理模型在有限元模型确认过程中响应预测的应用。讨论模型验证与确认的基本思想,初步提出有限元模型确认流程;以Garteur benchmark飞机结构瞬态响应仿真为例,建立加速度响应最大值Kriging响应面,通过蒙特卡洛方法,实现有限元模型参数不确定性正向传递;采用核密度估计建立加速度响应最大值概率分布,计算响应量置信区间上下限。结果表明,Kriging响应面能准确对有限元模型响应进行预测,可为有限元模型确认过程提供很大便利。 展开更多

关键词 kriging响应面 有限元模型确认 模型验证与确认 核密度估计

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基于响应面法的钢空腹桁架结构优化设计

3

作者 陈顺云 肖建春 +3 位作者 沈睿麟 杨行 盛夏 刘小龙 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2024年第5期33-41,共9页

为了提高钢空腹桁架结构的优化设计效率,提出采用基于响应面法的结构优化设计方法对钢空腹桁架进行优化设计。优化前根据虚功原理推导了空腹桁架的等效惯性矩和等效剪切刚度,采用等代实腹梁刚度法验证了有限元模型精度。通过Box-Behnke... 为了提高钢空腹桁架结构的优化设计效率,提出采用基于响应面法的结构优化设计方法对钢空腹桁架进行优化设计。优化前根据虚功原理推导了空腹桁架的等效惯性矩和等效剪切刚度,采用等代实腹梁刚度法验证了有限元模型精度。通过Box-Behnken试验设计,获得66组有限元模拟的试验样本,建立Kriging响应面从而得到近似响应点。以结构质量最小化为目标,以规范允许的最大组合应力、最大挠度和构件宽厚比为约束条件,采用MOGA遗传算法对空腹桁架进行优化设计,得到Pareto最优候选解。结果表明:在各级荷载下,有限元计算值与等代实腹梁刚度法计算值的最大相对误差仅为5.6%,验证了用于优化设计的有限元模型的精度;优化设计后3组候选解中最优用钢量为6195.4 kg,与优化前相比节省用钢量约18%;对最优解的相关几何参数进行了有限元数值试验验证,优化后的构件宽厚比、最大组合应力、最大挠度和结构质量与数值试验结果吻合较好,偏差均在3%以内,表明基于响应面法的结构优化设计方法适用于钢空腹桁架结构多参数优化设计。 展开更多

关键词 空腹桁架 BOX-BEHNKEN试验设计 kriging响应面 优化设计

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基于响应面法的60MN压剪试验机上横梁优化设计

4

作者 李延民 王景玉 +1 位作者 邵景干 李茂金 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第7期173-177,共5页

针对压剪试验机大承载、小变形与轻量化的要求,结合有限元分析运用响应面法对60MN压剪试验机上横梁进行优化设计。首先运用拉丁超立方抽样法生成试验设计样本点,并根据设计结果采用多种拟合方法拟合并对精度校验,发现克里金(Kriging)法... 针对压剪试验机大承载、小变形与轻量化的要求,结合有限元分析运用响应面法对60MN压剪试验机上横梁进行优化设计。首先运用拉丁超立方抽样法生成试验设计样本点,并根据设计结果采用多种拟合方法拟合并对精度校验,发现克里金(Kriging)法能够精确地与拉丁超立法实验设计法生成的实验点匹配,而且拟合的响应面模型高效且精准;然后以上横梁应力、质量、变形为优化目标,运用多目标遗传算法进行优化设计得出最优解,并通过灵敏度分析对优化后的结果进行修正,使其更具有工程应用价值。经校验优化后的结构比原始结构减重11.8%,优化效果显著,节省了生产成本,对压剪试验机的结构优化设计有重要的实际意义,同时也为其它类似结构件的优化分析提供参考。 展开更多

关键词 压剪试验机上横梁 拉丁超立方 kriging响应面 多目标遗传算法 优化设计

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波纹翅片参数对流动传热的影响及多目标优化 被引量：6

5

作者 王旭 陈海峰 +1 位作者 谢霄虎 张娟 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期174-180,共7页

采用数值模拟的方法,研究了波纹型翅片的翅高H、翅宽S、振幅A和波长λ对摩擦因子f及传热因子j的影响,并且构建Kriging响应面来近似目标函数与设计变量之间的关系,利用多目标遗传算法MOGA对板翅换热器波纹翅片的结构参数进行优化。结果表... 采用数值模拟的方法,研究了波纹型翅片的翅高H、翅宽S、振幅A和波长λ对摩擦因子f及传热因子j的影响,并且构建Kriging响应面来近似目标函数与设计变量之间的关系,利用多目标遗传算法MOGA对板翅换热器波纹翅片的结构参数进行优化。结果表明:翅片高H对摩擦因子f、传热因子j及综合性能FTEF的敏感性最为不显著,波长λ和振幅A对摩擦因子f影响显著且分别呈负向增长和正向增长,翅宽S对传热因子j敏感性最为显著且呈负向增长,翅宽S和波长λ对综合性能FTEF的敏感性最为显著且分别呈负向增长和正向增长;在翅片通道雷诺数为800~1 000时,以翅高H、翅宽S、振幅A和波长λ为设计变量,以摩擦因子f最小、传热因子j最大及综合性能FTEF最大为目标函数进行多目标优化设计,得到最佳的波纹翅片参数。 展开更多

关键词 波纹型翅片 多目标遗传算法 kriging响应面 目标函数 优化设计

原文传递

基于Workbench的风机塔门强度分析及优化 被引量：3

6

作者 徐东杰 陈进建 +4 位作者 童跃平 黄文才 邹渊士 赵佰余 朱斌辉 《机械设计与制造工程》 2021年第3期14-18,共5页

针对某MW级风力发电机组风机塔架椭圆形塔门,首先使用Workbench平台建立其有限元模型,并基于初始设计模型进行了强度分析;然后采用SolidWorks对影响塔门应力的全部几何参数进行参数化建模,并通过最优空间填充设计(OSF)方法进行实验设计... 针对某MW级风力发电机组风机塔架椭圆形塔门,首先使用Workbench平台建立其有限元模型,并基于初始设计模型进行了强度分析;然后采用SolidWorks对影响塔门应力的全部几何参数进行参数化建模,并通过最优空间填充设计(OSF)方法进行实验设计;接着建立Kriging响应面模型,分析各设计变量对门框质量和等效应力的影响;最后基于遗传算法,以塔门质量及等效应力最小为目标进行多目标优化。结果显示,塔门质量减轻了34.8%,塔门强度安全余量提高了11.4%。 展开更多

关键词 塔门 有限元 最优空间填充设计 kriging响应面 多目标优化

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基于响应面法的制动盘多目标及稳健性优化设计 被引量：3

7

作者 谷婷婷 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第11期127-132,138,共7页

针对某款制动盘的设计要求,提出了一种基于响应面法的多目标和稳健性优化设计方法。建立了制动盘多工况下的有限元模型;以制动盘结构参数作为设计变量,目标性能参数为响应,设计正交试验,建立了制动盘的Kriging响应面模型;以制动盘冷却... 针对某款制动盘的设计要求,提出了一种基于响应面法的多目标和稳健性优化设计方法。建立了制动盘多工况下的有限元模型;以制动盘结构参数作为设计变量,目标性能参数为响应,设计正交试验,建立了制动盘的Kriging响应面模型;以制动盘冷却系数最大、质量最小为优化目标,其它性能参数为约束条件,以制动盘结构尺寸公差为噪声因子,将多目标遗传算法与蒙特卡洛方法相结合,对制动盘结构进行了多目标/稳健性优化设计;获得了制动盘冷却系数和质量指标的Pareto最优解。采用有限元仿真和试验相结合的方法对优化结果的可靠性进行验证,结果表明提出的优化设计方法有效可靠。 展开更多

关键词 车辆工程 制动盘 kriging响应面 多目标遗传算法 蒙特卡洛方法 稳健性

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基于Kriging响应面法的盾构机行星架多目标优化 被引量：3

8

作者 王红霞 王盛 刘强 《机械传动》 CSCD 北大核心 2014年第3期71-75,共5页

行星架作为土压平衡盾构主减速器关键零部件之一,为满足轻量化设计要求,考虑其动静态特性要求,建立以体积最小和转动惯量最小的多目标优化模型。为提高设计效率,对设计变量进行相关分析,剔除非敏感因素。通过增强型中心复合设计获得合... 行星架作为土压平衡盾构主减速器关键零部件之一,为满足轻量化设计要求,考虑其动静态特性要求,建立以体积最小和转动惯量最小的多目标优化模型。为提高设计效率,对设计变量进行相关分析,剔除非敏感因素。通过增强型中心复合设计获得合适设计点,利用有限元方法对设计点进行仿真分析,根据仿真结果建立高精度的Kriging响应面模型。采用Shifted Hammersley技术抽取均匀分布的样本点并权衡优劣,获得了2个Pareto最优解,优化后体积和转动惯量均减小了10%以上,实现了行星架的体积和转动惯量最小的设计要求。 展开更多

关键词 盾构机 行星架 kriging响应面 多目标优化 行星减速器

原文传递

高温叶片换热性能不确定性量化 被引量：2

9

作者 宋英杰 聂俊 +3 位作者 郭振东 宋立明 李军 丰镇平 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1666-1671,共6页

结合共轭换热分析方法和基于拉丁超立方采样与Kriging近似模型的蒙特卡罗方法,提出了高温叶片换热性能不确定性量化方法。在量化主流进口总压、总温、湍流强度以及冷气进口总压四个运行参数的不确定性的基础上,对高温叶片MarkII进行了... 结合共轭换热分析方法和基于拉丁超立方采样与Kriging近似模型的蒙特卡罗方法,提出了高温叶片换热性能不确定性量化方法。在量化主流进口总压、总温、湍流强度以及冷气进口总压四个运行参数的不确定性的基础上,对高温叶片MarkII进行了换热性能不确定性量化。分析了不确定性工况参数对叶片最高温度和最大温度梯度两个关键随机输出参数的影响,并通过设定最高温度和最大温度梯度的临界值,进行了可靠性分析。计算结果表明,不确定性参数可导致叶片最高温度增加42.3 K,最大温度梯度增加2.20 K·mm^(-1);最高温度下和最大温度梯度下的可靠度分别为94.2%和97.0%;主流进口总温不确定性对叶片换热性能和寿命影响最大。 展开更多

关键词 不确定性量化 共轭换热分析 蒙特卡罗模拟 拉丁超立方采样 kriging响应面

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立式径向流吸附器吸附性能评价指标分析

10

作者 徐攀 李山峰 +1 位作者 文键 厉彦忠 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期13-18,共6页

针对立式径向流吸附器缺乏合适的吸附性能评价指标和计算公式的问题,采用计算流体动力学(CFD)技术和Kriging响应面,研究了操作和结构参数对吸附层流动均匀性和吸附时间的影响规律,对比了各种吸附性能指标之间的定量关系.结果表明:H2O的... 针对立式径向流吸附器缺乏合适的吸附性能评价指标和计算公式的问题,采用计算流体动力学(CFD)技术和Kriging响应面,研究了操作和结构参数对吸附层流动均匀性和吸附时间的影响规律,对比了各种吸附性能指标之间的定量关系.结果表明:H2O的主要吸附区域在吸附层下侧,CO_(2)的主要吸附区域和穿透区域由吸附层下侧逐渐转移到吸附层上侧.影响流动均匀性的主要参数为中心流道直径和吸附层长度,而影响吸附时间的主要参数为分子筛层厚度和运行流量,流动均匀性不能完全反映吸附器的吸附性能.根据Kriging响应面上的数据,拟合得到了吸附时间的计算关联式,关联式拟合度为99.1%,为立式径向流吸附器的设计与制造提供了理论参考. 展开更多

关键词 立式径向流吸附器 计算流体动力学(CFD) kriging响应面 吸附性能 拟合关联式

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基于响应面的轿车主减速齿轮多目标优化设计研究 被引量：1

11

作者 周丹 《机械传动》 CSCD 北大核心 2015年第10期56-59,共4页

为获得某轿车主减速齿轮尺寸参数对其啮合性能的影响,利用显式有限元法得到齿轮啮合响应参数,基于Kriging模型构建齿轮啮合响应参数应对齿轮尺寸参数的响应面模型。以齿根弯曲应力、齿面接触应力和齿轮副体积为目标函数,利用NSGA-Ⅱ多... 为获得某轿车主减速齿轮尺寸参数对其啮合性能的影响,利用显式有限元法得到齿轮啮合响应参数,基于Kriging模型构建齿轮啮合响应参数应对齿轮尺寸参数的响应面模型。以齿根弯曲应力、齿面接触应力和齿轮副体积为目标函数,利用NSGA-Ⅱ多目标优化遗传算法实现了主减速齿轮参数优化,得到最优参数解集。优化后的主减速齿轮啮合应力水平明显降低。 展开更多

关键词 主减速齿轮 kriging响应面 遗传算法 多目标优化

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红外热风再流焊温度场影响因素及其规律研究

12

作者 尹钰田 郑毅 +1 位作者 黄静 龚雨兵 《桂林电子科技大学学报》 2021年第1期68-73,共6页

针对再流焊接工艺参数对焊点可靠性的影响问题,提出了一种基于响应面法的红外热风再流焊温度场影响因素及其规律的方法。该方法通过有限元分析软件对再流焊期间印制板组件温度场进行数值建模及仿真,获得温度分布;采用中心复合抽样设计,... 针对再流焊接工艺参数对焊点可靠性的影响问题,提出了一种基于响应面法的红外热风再流焊温度场影响因素及其规律的方法。该方法通过有限元分析软件对再流焊期间印制板组件温度场进行数值建模及仿真,获得温度分布;采用中心复合抽样设计,进行Kriging响应面拟合;利用局部灵敏度分析各个工艺参数对再流区温度曲线及其关键指标的影响。研究结果表明,对焊点可靠性影响最大的工艺参数为再流区的温度,PCBA传送速率的影响次之,升温区和保温区的温度影响较小,可为再流焊工艺设计提供参考和依据。 展开更多

关键词 再流焊 温度场仿真 kriging响应面 影响因素 影响规律

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人字齿轮最佳齿向修形设计的Kriging响应面法

13

作者 余澍民 《机械与电子》 2020年第5期37-42,共6页

为了最大程度地降低人字齿轮时变啮合刚度引起的振动,改善齿面载荷分布不均,将人字齿轮两侧修形量单独考虑,提出一种以动载系数最小、结合Kriging响应面的人字齿轮最佳齿向修形设计方法。首先,根据两侧修形量与时变啮合刚度函数建立的B... 为了最大程度地降低人字齿轮时变啮合刚度引起的振动,改善齿面载荷分布不均,将人字齿轮两侧修形量单独考虑,提出一种以动载系数最小、结合Kriging响应面的人字齿轮最佳齿向修形设计方法。首先,根据两侧修形量与时变啮合刚度函数建立的BP神经预测网络来得到Kriging响应面所需的样本数据。然后,通过Kriging模型建立时变啮合刚度各参数响应面。其次,建立人字齿轮弯扭轴耦合动力学模型,并将Kriging预测的人字齿轮时变啮合刚度函数带入动力学微分方程中,求解动载系数并建立响应面,得到全局最优齿向修形参数。最后,通过算例证实人字齿两侧最佳鼓形量并不一致,能够较好地补偿人字齿轮实际传动中由于误差和变形导致的两侧不同的啮合歪斜度,所优化获得的修形人字齿轮动载系数相比未修形下的动载系数减少41.29%,且比常规修形方法(ISO)的减少了15.04%。 展开更多

关键词 人字齿轮传动 BP神经网络 kriging响应面 齿向修形

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基于流体力学和电磁学方程数值求解的飞行器气动隐身一体化设计 被引量：12

14

作者 何开锋 钱炜祺 +1 位作者 陈坚强 郭勇颜 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期180-185,共6页

介绍了基于流体力学和电磁学方程数值求解的飞行器气动隐身一体化设计方法。首先介绍了精度相对较高的飞行器气动和隐身特性数值计算方法,即,对于气动性能计算,求解的是结构网格上的NS方程加BL代数湍流模式;对于隐身特性计算,是用时域... 介绍了基于流体力学和电磁学方程数值求解的飞行器气动隐身一体化设计方法。首先介绍了精度相对较高的飞行器气动和隐身特性数值计算方法,即,对于气动性能计算,求解的是结构网格上的NS方程加BL代数湍流模式;对于隐身特性计算,是用时域有限体积法来求解电磁学微分方程以获取RCS值。由于采用了高精度的数值方法,优化时单一设计点的气动性能计算和隐身性能计算变得较为耗时,因此在进行多目标遗传算法优化时本文采用了一种"少量样本计算+Kriging响应面模型建模"的优化策略。针对某类似X-47飞行器的一体化设计算例计算表明,上述设计方法是可行的,实现了优化设计中引入高精度的性能分析方法,有望提高优化结果的可信度。 展开更多

关键词 气动隐身一体化设计 多目标优化遗传算法 kriging响应面方法

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基于Kriging响应面模型的航空发动机套齿结构装配稳健性优化设计 被引量：1

15

作者 权少宁 《微型电脑应用》 2018年第5期53-55,共3页

对发动机套齿结构装配结构稳健性优化能够有效提高航空稳定性,传统的优化设计对制造工艺、边界条件和材料特点中的不稳定因素有所忽视,从而降低了航空发动机稳健性。目前,稳健性设计越来越备受关注,并且被广泛应用到航空领域中。在航空... 对发动机套齿结构装配结构稳健性优化能够有效提高航空稳定性,传统的优化设计对制造工艺、边界条件和材料特点中的不稳定因素有所忽视,从而降低了航空发动机稳健性。目前,稳健性设计越来越备受关注,并且被广泛应用到航空领域中。在航空发动机装配设计中实现稳健性的设计中,使用Kriging响应面模型,将材料的特点作为不确定因素。在稳健性优化之后,对发动机套齿结构装配的稳健性优化前后进行了对比,分析结果表示,此稳健性的设计方法具有较高的精度,通过稳健性优化之后,航空发动机套齿结构装配的稳健性有效提高。 展开更多

关键词 kriging响应面模型 航空发动机套齿结构 稳健性

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