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机翼结构布局优化的并行子空间方法 被引量:1
1
作者 王毅 姚卫星 刘梦 《航空工程进展》 CSCD 2019年第5期593-600,627,共9页
机翼内部构件的布局优劣在很大程度上影响着机翼结构质量,因此进行布局优化设计尤为重要。采用并行子空间方法求解机翼结构布局优化的问题,将机翼结构布局设计问题分为梁站位优化、桁条优化和厚度优化三个并行的子空间,设计变量在各自... 机翼内部构件的布局优劣在很大程度上影响着机翼结构质量,因此进行布局优化设计尤为重要。采用并行子空间方法求解机翼结构布局优化的问题,将机翼结构布局设计问题分为梁站位优化、桁条优化和厚度优化三个并行的子空间,设计变量在各自的子空间内单独优化;各子空间优化结束后,在系统级中协调三个子空间的设计变量,保持最小质量的子空间的优化变量不变;采用近似一维搜索的方法协调其他子空间的设计变量,然后进行变量迭代直至收敛。结果表明:该方法具有较高的优化效率,能够取得较好的优化结果,具有实际工程应用价值。 展开更多
关键词 机翼结构 布局优化 并行子空间 系统级协调 一维搜索
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基于改进并行子空间算法的输配两级电网协同优化 被引量:15
2
作者 叶畅 苗世洪 +2 位作者 李超 杨炜晨 孙丹丹 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第23期5509-5522,共14页
针对传统输配分离调度可能产生的边界功率不平衡、资源利用不充分等问题,提出一种从全局角度对系统进行优化的输配两级电网协同调度策略。首先,以输配系统整体供电成本最低为目标函数,建立了输配两级电网基础调度模型,并讨论了相应的约... 针对传统输配分离调度可能产生的边界功率不平衡、资源利用不充分等问题,提出一种从全局角度对系统进行优化的输配两级电网协同调度策略。首先,以输配系统整体供电成本最低为目标函数,建立了输配两级电网基础调度模型,并讨论了相应的约束条件。为了降低该模型求解的复杂度,引入改进并行子空间算法对该模型进行标准化处理,进而建立了基于改进并行子空间算法的输配两级电网协同调度通用模型。该模型将输电网和各配电网作为并行子空间进行学科分析,并在系统层统一完成优化设计,可有效避免优化过程中输配网频繁地进行信息交互。此外,为了进一步提高求解效率,提出输配两级电网学科响应面近似模型的构建方法,并采用径向基函数(RBF)神经网络对学科分析过程进行拟合。最后,采用仿真算例验证了所提调度策略的必要性和有效性。 展开更多
关键词 输配协同 优化调度 并行子空间 RBF 神经网络 响应面
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产品设计中生命周期评价与生命周期成本的集成与优化 被引量:14
3
作者 邵新宇 邓超 +1 位作者 吴军 王丽琴 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期13-20,共8页
生命周期评价(Life cycle assessment,LCA)是绿色设计中的产品环境属性的定量评价工具,但LCA的经济和时间代价制约了LCA的企业应用和发展,将LCA与生命周期成本评估(Life cycle costing,LCC)集成优化是解决这一问题的有效途径。在LCA基... 生命周期评价(Life cycle assessment,LCA)是绿色设计中的产品环境属性的定量评价工具,但LCA的经济和时间代价制约了LCA的企业应用和发展,将LCA与生命周期成本评估(Life cycle costing,LCC)集成优化是解决这一问题的有效途径。在LCA基本架构的基础上提出LCA与LCC集成评价框架,并考虑时间因素,提出基于矩阵的集成评价算法,建立经济属性与环境属性之间的联系。基于集成评价的结果,建立环境与成本的优化模型,并基于并行子空间优化算法(Concurrent subspace optimization,CSSO)进行优化,使综合效益达到最大,实现经济性与环保性的'双赢',为改善产品设计提供量化依据。实例研究验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 生命周期评价 生命周期成本评估 并行子空间优化算法 绿色设计
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An Efficient Method for Reliability-based Multidisciplinary Design Optimization 被引量:12
4
作者 范辉 李为吉 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2008年第4期335-340,共6页
Design for modem engineering system is becoming multidisciplinary and incorporates practical uncertainties; therefore, it is necessary to synthesize reliability analysis and the multidisciplinary design optimization ... Design for modem engineering system is becoming multidisciplinary and incorporates practical uncertainties; therefore, it is necessary to synthesize reliability analysis and the multidisciplinary design optimization (MDO) techniques for the design of complex engineering system. An advanced first order second moment method-based concurrent subspace optimization approach is proposed based on the comparison and analysis of the existing multidisciplinary optimization techniques and the reliability analysis methods. It is seen through a canard configuration optimization for a three-surface transport that the proposed method is computationally efficient and practical with the least modification to the current deterministic optimization process. 展开更多
关键词 multidisciplinary design optimization (MDO) concurrent subspace optimization reliability analysis advanced first order second moment method
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飞机概念设计的多学科综合优化技术 被引量:9
5
作者 张科施 李为吉 李响 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期102-106,共5页
将均匀设计与二次响应面相结合 ,发展了一种高效实用的飞机多学科设计的并行子空间优化算法。采用均匀设计给出初始样本点 ,为近似模型提供有效的精确模型信息 ,简单实用的二次响应面作为一种在计算量和精确度上达到合理折衷的近似方法... 将均匀设计与二次响应面相结合 ,发展了一种高效实用的飞机多学科设计的并行子空间优化算法。采用均匀设计给出初始样本点 ,为近似模型提供有效的精确模型信息 ,简单实用的二次响应面作为一种在计算量和精确度上达到合理折衷的近似方法为系统级和学科级的优化模型提供状态变量的近似信息。将该方法用于某通用航空飞机的概念设计 ,考虑气动、重量和性能 3个学科 ,很好地解决了各学科间复杂耦合带来的计算困难 ,证实了该算法的有效性。 展开更多
关键词 并行子空间优化 响应面 均匀设计 飞机概念设计
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复合材料加筋板结构的并行空间协同优化设计方法 被引量:13
6
作者 冯玉龙 程家林 姚卫星 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期360-366,共7页
提出了使用并行子空间协同优化设计方法对复合材料加筋板结构的布局参数和铺层顺序进行协同优化。该方法分为3步:(1)以筋条型式、数量、尺寸和铺层厚度为变量,考虑静强度和稳定性要求,建立3个并行的子优化问题,实现了布局优化;(2)以层... 提出了使用并行子空间协同优化设计方法对复合材料加筋板结构的布局参数和铺层顺序进行协同优化。该方法分为3步:(1)以筋条型式、数量、尺寸和铺层厚度为变量,考虑静强度和稳定性要求,建立3个并行的子优化问题,实现了布局优化;(2)以层合板的各铺层角作为设计变量,考虑层合板的制造和工艺约束,以等效弯曲刚度为中间变量,实现了复合材料加筋板的蒙皮和筋条的铺层顺序优化;(3)通过协调稳定性约束,实现综合优化。本文完成了一个典型算例,算例结果表明,该方法不仅合理而且有很好的优化效果。 展开更多
关键词 复合材料 加筋板 布局优化 并行子空间优化方法 等效弯曲刚度 铺层顺序优化
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飞翼布局飞机控制/气动/隐身多学科优化设计 被引量:8
7
作者 孙奕捷 申功璋 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1357-1360,共4页
飞翼布局是先进飞机广泛应用的布局形式.飞翼布局飞机总体设计阶段不仅要考虑其隐身和气动要求,还必须高度重视控制系统的影响.以飞翼布局飞机为对象,研究控制、气动与隐身多学科优化的策略和方法.建立了适合在各学科的子空间进行多目... 飞翼布局是先进飞机广泛应用的布局形式.飞翼布局飞机总体设计阶段不仅要考虑其隐身和气动要求,还必须高度重视控制系统的影响.以飞翼布局飞机为对象,研究控制、气动与隐身多学科优化的策略和方法.建立了适合在各学科的子空间进行多目标优化的流程,基于学科分析分配各个子空间的设计变量,并通过变量综合形成系统级的设计变量.在优化过程中,综合采用了改进的遗传算法和近似模型构造方法.针对飞翼布局飞机的特点,采用基于控制分配的控制系统结构,以时域指标作为控制学科的优化目标和约束条件.优化结果验证了所用方法的有效性,为将控制学科纳入飞翼布局飞机多学科优化提供了可行的途径. 展开更多
关键词 多学科设计优化 并行子空间优化 飞机设计 飞行控制
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一种计及气动和隐身约束的结构两级优化设计方法 被引量:5
8
作者 苟仲秋 宋笔锋 《系统工程理论与实践》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期135-140,共6页
针对计及气动和隐身约束的结构优化中所面临的计算困难,以减少结构、气动和隐身重分析次数,降低计算量为核心,基于并行子空间思路提出了一种计及气动和隐身约束的结构两级优化设计框架.该框架将设计变量区分为全局变量和局部变量,系统... 针对计及气动和隐身约束的结构优化中所面临的计算困难,以减少结构、气动和隐身重分析次数,降低计算量为核心,基于并行子空间思路提出了一种计及气动和隐身约束的结构两级优化设计框架.该框架将设计变量区分为全局变量和局部变量,系统级优化全局变量,而将局部变量放在学科级优化.仅将全局变量作为系统级优化响应面的输入变量,大大降低了构造响应面近似模型的代价.以计及气动和隐身约束的无人机机翼结构优化为例说明方法的有效性. 展开更多
关键词 多学科设计优化 并行子空间优化 结构优化 响应面
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重型数控立车工作台静压计算与优化 被引量:6
9
作者 赵明 黄正东 陈立平 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第22期2742-2747,共6页
提出新的计算重型数控立车工作台刚性位移的方法和用于静压迭代求解的校正改进法。通过两个工况下的静压计算验证了新方法的有效性和稳定性。在此基础上,以工作台质量极小化为目标,建立包括结构和静压两个强耦合学科约束的优化模型,采... 提出新的计算重型数控立车工作台刚性位移的方法和用于静压迭代求解的校正改进法。通过两个工况下的静压计算验证了新方法的有效性和稳定性。在此基础上,以工作台质量极小化为目标,建立包括结构和静压两个强耦合学科约束的优化模型,采用并行子空间设计方法进行优化。优化后工作台质量明显减小,表明了并行子空间设计方法的有效性。 展开更多
关键词 工作台 预载恒流静压导轨 静压计算 并行子空间设计
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基于多学科设计优化的空地导弹概念设计 被引量:7
10
作者 张菲 任全彬 +1 位作者 杨军 李晓晖 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期149-154,共6页
针对空地导弹总体设计多学科耦合特点,基于单推力和双脉冲固体火箭发动机两种推力方案研究导弹多学科设计优化问题,建立集气动、推进、弹道学科的导弹多学科分析模型。对于单推力导弹采用一种基于改进混合遗传算法的一体化多学科优化方... 针对空地导弹总体设计多学科耦合特点,基于单推力和双脉冲固体火箭发动机两种推力方案研究导弹多学科设计优化问题,建立集气动、推进、弹道学科的导弹多学科分析模型。对于单推力导弹采用一种基于改进混合遗传算法的一体化多学科优化方法进行分析,对于双脉冲导弹选用基于响应面近似的并行子空间优化框架进行优化。通过集成各自的参数化程序模块,得到以射程为优化目标并满足相关约束的导弹总体参数最优方案。结果表明,优化后单推力导弹方案总体上优于原型弹方案,双脉冲导弹方案优于单推力方案。发动机方案改型和多学科设计优化方法的结合提高了导弹总体设计水平。 展开更多
关键词 空地导弹 多学科设计优化 总体设计 混合遗传算法 响应面近似的并行子空间优化算法
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基于可靠性的太阳能飞机多学科设计优化 被引量:6
11
作者 姜光泰 祝明 +1 位作者 梁浩全 武哲 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期464-471,共8页
针对太阳能飞机典型任务要求,建立了以总重最小为目标的多学科设计优化模型,考虑飞行性能、能量、重量3个学科的设计变量和相应约束条件。同时考虑设计变量的不确定性影响,将序列优化及可靠性评估方法引入到并行子空间优化过程中,顺序... 针对太阳能飞机典型任务要求,建立了以总重最小为目标的多学科设计优化模型,考虑飞行性能、能量、重量3个学科的设计变量和相应约束条件。同时考虑设计变量的不确定性影响,将序列优化及可靠性评估方法引入到并行子空间优化过程中,顺序执行可靠性分析和多学科设计优化以提高执行效率。在优化过程中应用响应面近似并不断提高模型精度,降低了计算成本。利用iSIGHT软件搭建求解平台,以欧洲太阳能飞机"HeliPlat"作为算例,验证了分析模型的合理性和优化方法的有效性。基于可靠性的多学科设计优化框架有望用于更贴合工程实际的太阳能飞机设计。 展开更多
关键词 多学科设计优化 太阳能飞机 并行子空间优化 序列优化及可靠性评估
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空射运载火箭多学科优化设计 被引量:6
12
作者 王晓青 王小军 王国辉 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2008年第5期1-5,共5页
采用iSIGHT软件进行空射运载火箭多学科优化设计,建立多学科优化设计模型,采用并行子空间算法进行优化分析。
关键词 多学科优化设计 并行子空间算法 空射运载火箭
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基于响应面并行子空间设计的载人潜水器优化 被引量:1
13
作者 刘峰 王萌 +1 位作者 田震 屠超华 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期734-742,共9页
为提高载人潜水器的设计效率和综合性能,确定了一型载人潜水器的设计参数,分析了学科与学科、学科与系统之间的关系,完成了基于多学科设计优化思想的载人潜水器学科分解,建立了载人潜水器结构设计矩阵。利用响应面模型建立了艇型与推进... 为提高载人潜水器的设计效率和综合性能,确定了一型载人潜水器的设计参数,分析了学科与学科、学科与系统之间的关系,完成了基于多学科设计优化思想的载人潜水器学科分解,建立了载人潜水器结构设计矩阵。利用响应面模型建立了艇型与推进、结构等学科的学科分析模型,利用公式建立了其他学科及系统层分析模型。以艇重为目标函数,分别建立了基于响应面并行子空间设计和基于并行子空间优化的载人潜水器优化框架,可实现优化过程中的近似模型更新,以提高求解效率及精度。利用上述2个框架进行了优化求解,结果表明:相比初始方案,并行子空间设计并行子空间设计减重为7.822%、并行子空间优化减重为7.311%,但并行子空间设计在计算精度、求解效率和最优解获取的概率等方面更具有优势。 展开更多
关键词 载人潜水器 多学科设计优化 结构设计矩阵 学科分解 响应面模型 学科分析模型 并行子空间设计 优化框架
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基于并行子空间设计的AUV多学科可靠性优化 被引量:1
14
作者 王建 庞永杰 +1 位作者 杨桌懿 曹建 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期659-668,共10页
确定性多学科优化设计所得的最优解时常会落在约束边界上,该最优解可能在不确定性因素的影响下滑落出可行域,无法满足工程实践的需求。本文在AUV的设计过程中,考虑随机不确定性因素对AUV性能的影响,结合并行子空间设计方法(CSD),嵌入不... 确定性多学科优化设计所得的最优解时常会落在约束边界上,该最优解可能在不确定性因素的影响下滑落出可行域,无法满足工程实践的需求。本文在AUV的设计过程中,考虑随机不确定性因素对AUV性能的影响,结合并行子空间设计方法(CSD),嵌入不确定性分析策略,展开AUV设计领域中的多学科可靠性优化分析研究。研究结果表明:在并行子空间设计方法的系统级中,可以很方便地嵌入蒙特卡洛(MCS)可靠性分析方法,组成基于CSD-MCS串行不确定性多学科优化方法;在AUV的总体设计过程中进行多学科可靠性优化法分析,可提升概率约束条件可靠性,使优化结果更为可靠。 展开更多
关键词 多学科优化设计 多学科可靠性优化设计 自主式水下航行器 并行子空间设计
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基于单循环方法的涡轮叶片可靠性及多学科设计优化 被引量:4
15
作者 贺谦 李元生 +2 位作者 敖良波 温志勋 岳珠峰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期658-663,共6页
为了得到适用于涡轮叶片复杂结构并同时考虑可靠性的多学科设计优化方法,将基于单循环方法的可靠性分析(SLBRA)与并行子空间设计优化方法 (CSSO)相结合,提出了一种基于可靠性的多学科设计优化(RBMDO)方法。在优化过程中使用Kriging近似... 为了得到适用于涡轮叶片复杂结构并同时考虑可靠性的多学科设计优化方法,将基于单循环方法的可靠性分析(SLBRA)与并行子空间设计优化方法 (CSSO)相结合,提出了一种基于可靠性的多学科设计优化(RBMDO)方法。在优化过程中使用Kriging近似模型并不断提高模型精度。该方法在计算最可能失效点(MPP)的过程中避免了优化迭代,提高了计算效率。以涡轮叶片的设计优化为例,对该方法进行了验证并与传统双循环方法进行了对比。结果表明,优化结果满足可靠性的要求,与双循环方法相比优化效率明显提高,证明了该方法在工程应用中的可行性和有效性。 展开更多
关键词 多学科设计优化 并行子空间优化方法 单循环方法 可靠性分析 Kriging近似模型 涡轮叶片
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桁架结构布局优化的并行子空间方法 被引量:4
16
作者 王毅 姚卫星 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2015年第3期256-261,268,共7页
由于结构布局优化存在设计变量类型众多和变量耦合等问题,采取合适的优化方法获得满足结构设计要求的最小质量的结构具有重要的工程意义.基于多学科设计优化方法中的并行子空间优化法,提出一种桁架结构布局优化的并行子空间优化方法.将... 由于结构布局优化存在设计变量类型众多和变量耦合等问题,采取合适的优化方法获得满足结构设计要求的最小质量的结构具有重要的工程意义.基于多学科设计优化方法中的并行子空间优化法,提出一种桁架结构布局优化的并行子空间优化方法.将结构布局设计问题按设计变量类型分为布局、形状和尺寸三个并行的子空间,设计变量在各自的子空间内单独优化,各子空间优化结束后,在系统级中协调3类设计变量,保持最小质量的子空间的优化设计变量不变,采用近似一维搜索的方法协调其他子空间的设计变量,然后进行下一次迭代直至收敛.2个算例表明该方法能够取得较好的优化结果,具有实际工程应用价值. 展开更多
关键词 桁架 并行子空间优化方法 布局优化 形状优化 尺寸优化
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复合材料加筋板结构优化设计的并行子空间法 被引量:3
17
作者 程家林 冯玉龙 姚卫星 《航空工程进展》 2013年第3期292-298,305,共8页
为对复合材料加筋板结构进行布局优化设计,提出并行子空间优化方法。该方法将整个优化问题分为筋条布局优化、筋条尺寸优化和铺层厚度优化三个并行的子空间优化问题,分别以筋条型式、数量、尺寸和铺层厚度为设计变量;每个子问题都独立... 为对复合材料加筋板结构进行布局优化设计,提出并行子空间优化方法。该方法将整个优化问题分为筋条布局优化、筋条尺寸优化和铺层厚度优化三个并行的子空间优化问题,分别以筋条型式、数量、尺寸和铺层厚度为设计变量;每个子问题都独立进行优化计算,优化后将所有结果综合协调,更新设计变量值并重复整个优化过程,直到满足收敛条件。通过三个典型算例验证,结果表明该方法不仅合理而且有很好的优化效果。 展开更多
关键词 复合材料 加筋板 布局优化 并行子空间优化方法
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鱼雷外形多学科设计优化与仿真 被引量:3
18
作者 王鹏 宋保维 +2 位作者 刘旭琳 余德海 姜军 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1915-1918,共4页
分析了基于响应面近似模型的并行子空间设计方法RS-CSD的执行过程和步骤,将鱼雷外形设计划分为减阻设计和声学设计两个学科,建立了其学科分析模型和系统优化模型,针对某型鱼雷的原始线型进行了优化设计和FLUENT仿真验证,结果表明优化外... 分析了基于响应面近似模型的并行子空间设计方法RS-CSD的执行过程和步骤,将鱼雷外形设计划分为减阻设计和声学设计两个学科,建立了其学科分析模型和系统优化模型,针对某型鱼雷的原始线型进行了优化设计和FLUENT仿真验证,结果表明优化外形的阻力有较大的降低,噪声性能有一定的改善,优化结果和仿真结果具有一致性。 展开更多
关键词 鱼雷 外形设计 并行子空间设计方法 响应面 仿真
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并行子空间优化在无人机总体设计中的应用 被引量:3
19
作者 李发生 周洲 恭喜盈 《计算机仿真》 CSCD 2007年第10期53-55,共3页
飞机设计是一个多学科的复杂的系统工程,各个学科通常相互影响、相互耦合。这使得飞机设计过程日趋复杂,设计周期越来越长,开发成本越来越高,而并行子空间优化(CSSO)是解决这些问题的一种有效方法。文中对基于神经网络响应面的并行子空... 飞机设计是一个多学科的复杂的系统工程,各个学科通常相互影响、相互耦合。这使得飞机设计过程日趋复杂,设计周期越来越长,开发成本越来越高,而并行子空间优化(CSSO)是解决这些问题的一种有效方法。文中对基于神经网络响应面的并行子空间优化算法及其在无人机总体方案设计优化中的应用进行了研究。并行子空间优化算法将多学科耦合的无人机设计优化问题分解为不同的子空间问题,在不同的子空间中建立各自的神经网络响应面,通过响应面完成各子空间之间的数据交换与协调,以此来逼近设计空间最优解。应用结果表明,CSSO算法能有效地应用于无人机总体方案优化设计。 展开更多
关键词 无人机 并行子空间优化 响应面 神经网络
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改进的并行子空间优化算法及其在飞机概念设计中的应用 被引量:2
20
作者 张科施 李为吉 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期110-115,共6页
分析了基于全局敏度方程的并行子空间优化算法容易发生收敛过程振荡和优化早熟的原因,在保持原算法减少约束个数和降低设计变量维度优点的条件下,进行了以下方面的改进:①去除了可能导致收敛过程振荡的折衷系数;②将可能导致优化早熟的... 分析了基于全局敏度方程的并行子空间优化算法容易发生收敛过程振荡和优化早熟的原因,在保持原算法减少约束个数和降低设计变量维度优点的条件下,进行了以下方面的改进:①去除了可能导致收敛过程振荡的折衷系数;②将可能导致优化早熟的固定累积约束参数设置为自适应可变参数。算例表明改进后算法收敛性能有很大提高。将该算法用于某通用航空飞机的概念设计,考虑气动、重量和性能3个学科,很好地解决了各学科间复杂耦合带来的计算困难,证实了该算法的有效性。 展开更多
关键词 飞机设计 多学科设计优化 并行子空间优化 全局敏度方程
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