基于克里金模型的压电位移放大机构优化设计

1

作者 朱元珅 石明辉 +1 位作者 陈江义 沈鹏 《压电与声光》 北大核心 2025年第2期363-367,共5页

设计了一种以叠层型压电陶瓷驱动、基于三角形放大原理的压电位移放大机构,并采用有限元方法对其静、动态性能进行仿真分析。为优化机构性能,以位移放大比和结构刚度最大化为目标,考虑尺寸参数对性能的影响,利用最优拉丁超立方生成设计... 设计了一种以叠层型压电陶瓷驱动、基于三角形放大原理的压电位移放大机构,并采用有限元方法对其静、动态性能进行仿真分析。为优化机构性能,以位移放大比和结构刚度最大化为目标,考虑尺寸参数对性能的影响,利用最优拉丁超立方生成设计空间样本点并进行有限元计算。基于计算结果和克里金算法建立优化目标的代理模型,使用非支配排序遗传算法获得最优解集。优化结果表明,位移放大比较初步设计时提升了17.4%,刚度提升了5.3%。根据优化尺寸加工了实验样机并进行测试,测得所设计放大机构的位移放大比为8.49,与仿真值相近。 展开更多

关键词 位移放大机构 有限元 克里金代理模型 NSGA-Ⅱ 优化设计

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基于克里金模型的微电热驱动器优化设计 被引量：3

2

作者 陈浩 王新杰 +2 位作者 王炅 席占稳 曹云 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1490-1496,共7页

基于局部型四维参数的函数,采用克里金代理模型和遗传-粒子群(GA-PSO)优化算法,开展大位移U型电热驱动器优化设计研究.建立U型电热驱动器的多物理场仿真模型并进行实验验证.发现在不同电压下,电热驱动器仿真位移与实验位移曲线一致,从... 基于局部型四维参数的函数,采用克里金代理模型和遗传-粒子群(GA-PSO)优化算法,开展大位移U型电热驱动器优化设计研究.建立U型电热驱动器的多物理场仿真模型并进行实验验证.发现在不同电压下,电热驱动器仿真位移与实验位移曲线一致,从而保证克里金模型中样本数据来源的可靠性.搭建ANSYS和MATLAB联合自动仿真平台以解决克里金模型中样本数据的批量采集问题.基于该平台,采用简单随机抽样的方法,得到不同采样点下电热驱动器的位移,从而形成样本数据.根据样本数据建立克里金模型并基于该模型采用遗传-粒子群算法进行参数优化.研究结果表明,克里金模型能代替有限元模型准确预测驱动器的位移;控制驱动器形状的4个关键参数与位移成单调关系;经形状优化后,18 V电压下U型电热驱动器的位移提高35.2%. 展开更多

关键词 电热驱动器 优化 联合仿真 克里金模型 遗传-粒子群优化(GA-PSO)算法

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克里金模型及其在全局优化设计中的应用 被引量：9

3

作者 于向军 张利辉 +2 位作者 李春然 李志波 刘万华 《中国工程机械学报》 2006年第3期259-261,共3页

介绍了克里金模型的基本理论,并采用以克里金模型为近似模型的贝叶斯分析算法,对函数关系复杂、难以计算情况下的全局优化问题进行求解.该算法使用实验设计的方法选取初始样本点,通过样点填充准则找到新的样本点来更新克里金模型,不断循... 介绍了克里金模型的基本理论,并采用以克里金模型为近似模型的贝叶斯分析算法,对函数关系复杂、难以计算情况下的全局优化问题进行求解.该算法使用实验设计的方法选取初始样本点,通过样点填充准则找到新的样本点来更新克里金模型,不断循环,从而找到全局最优点.通过实例计算证明,与传统优化算法相比,此方法计算速度快、精度良好. 展开更多

关键词 克里金模型 近似模型 贝叶斯分析 全局优化

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基于克里金模型和NSGA-Ⅱ的汽车内板成形参数优化 被引量：1

4

作者 黄超群 《精密成形工程》 北大核心 2023年第8期113-120,共8页

目的针对某汽车后背门内板冲压成形过程中易产生破裂和回弹等问题,提出了一种基于克里金模型和多目标遗传算法的优化策略。方法研究摩擦因数、压边力和拉延筋阻力系数对产品最大减薄率和最大回弹量的影响,并确定了参数的拉丁超立方抽样... 目的针对某汽车后背门内板冲压成形过程中易产生破裂和回弹等问题,提出了一种基于克里金模型和多目标遗传算法的优化策略。方法研究摩擦因数、压边力和拉延筋阻力系数对产品最大减薄率和最大回弹量的影响,并确定了参数的拉丁超立方抽样区间。在抽样区间内抽取25组样本,利用数值模拟获取样本的最大减薄率和最大回弹量,并用克里金模型构建样本的响应模型。采用多目标遗传算法对响应模型进行优化,得到了帕累托前沿最优解集;从最优解集中选取了一组合适的工艺参数作为最优解,并进行了数值模拟和生产试制。结果拉延筋阻力系数、压边力和摩擦因数对最大回弹量和最大减薄率的影响都具有较大的非线性,最大减薄率和最大回弹量存在一定的矛盾关系。综合考虑回弹量和减薄率得到的最优参数如下:摩擦因数为0.12、压边力为1700 kN、拉延筋阻力系数为0.26。数值仿真结果表明,使用优化后的工艺参数能够避免板料开裂并且显著降低回弹量。生产试制结果表明,使用优化后的工艺参数能够得到表面质量良好、无破裂及起皱缺陷的零件。结论应用该优化策略能够控制成形质量、减少试模次数、降低生产成本。 展开更多

关键词 拉延成形 覆盖件 帕累托解集 克里金模型 多目标优化

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基于本征正交分解和克里金代理模型的油浸式变压器绕组温度场快速计算方法 被引量：1

5

作者 张志宇 寇家俊 +2 位作者 张重远 杜振斌 刘刚 《电工技术学报》 北大核心 2025年第7期2215-2225,共11页

为了快速获得各种工况下油浸式电力变压器绕组的温度分布与热点,该文提出了一种基于本征正交分解(POD)与克里金代理模型(KSM)相结合的快速计算方法。首先,基于POD降阶方法对变压器温度场的离散方程组进行降阶,得到降阶模态系数矩阵;其次... 为了快速获得各种工况下油浸式电力变压器绕组的温度分布与热点,该文提出了一种基于本征正交分解(POD)与克里金代理模型(KSM)相结合的快速计算方法。首先,基于POD降阶方法对变压器温度场的离散方程组进行降阶,得到降阶模态系数矩阵;其次,根据不同变压器工况对绕组温度场的影响程度选取重要工况参数,通过拉丁超立方采样形成工况参数矩阵即样本空间;然后,基于KSM方法构建样本空间与对应模态系数的代理模型,跳过对全阶模型的复杂非线性计算,以绕组工况为输入得到模态系数,结合模态高效重构温度场;最后,为验证该方法的有效性及与现有方法相比的优越性,分别用该方法与现有方法对110 kV油浸式变压器绕组八分区仿真模型与绕组温升实验测量数据进行对比分析。算例表明,该文所提方法对于相关测试工况的计算偏差更低,计算精度更高,且计算效率有较大幅度的提升,充分表明了该方法的有效性与优越性。该文所提变压器稳态温度场计算方法可为变压器数字化运维提供技术支撑。 展开更多

关键词 油浸式电力变压器 温度场 本征正交分解 克里金代理模型

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自适应Kriging模型辅助的转向架构架可靠性分析

6

作者 谢翔宇 李恩颖 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第8期294-298,共5页

对机械结构使用代理模型的方法进行可靠性分析时,为了以较少的样本量拟合出精确模型,采用了一种基于Voronoi图样本驱动的自适应克里金模型的可靠性分析方法。该方法首先基于Voronoi图对全局划分区域,使用留一法在所划分的区域中选取出... 对机械结构使用代理模型的方法进行可靠性分析时,为了以较少的样本量拟合出精确模型,采用了一种基于Voronoi图样本驱动的自适应克里金模型的可靠性分析方法。该方法首先基于Voronoi图对全局划分区域,使用留一法在所划分的区域中选取出最敏感区域后再通过主动学习函数对该区域的样本点进行筛选,然后将选出最佳样本加入模型的训练集中,进而对模型进行迭代更新,从而提高模型的拟合精度。该方法的优势在于,构建精确的克里金模型只需使用较少的样本量,从而减少对功能函数的使用,提高了可靠性分析的效率,并且能够精确预测出失效概率。在转向架构架的疲劳可靠性分析中采用该方法,所构建模型的失效概率与真实值相比,误差小于1%,但是提高了33.51%的计算效率,实现了对转向架构架疲劳可靠性分析的准确性和高效性。 展开更多

关键词 克里金模型 区域划分 主动学习 转向架构架 可靠性 失效概率

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基于GIS的克里金法对二维水质模型的改进 被引量：3

7

作者 杜军凯 李晓星 +1 位作者 黄晓荣 敖天其 《水电能源科学》 北大核心 2011年第6期36-39,60,共5页

为研究天然河道水体污染在二维空间上的分布特征并提高二维水质模型的使用效率,以绵远河某排污口为例,选取BOD作为预测因子并采用二维水质模型进行研究。针对传统二维水质模型中出现的问题,基于GIS技术及数据库方法,将克里金法与传统二... 为研究天然河道水体污染在二维空间上的分布特征并提高二维水质模型的使用效率,以绵远河某排污口为例,选取BOD作为预测因子并采用二维水质模型进行研究。针对传统二维水质模型中出现的问题,基于GIS技术及数据库方法,将克里金法与传统二维水质模型相耦合,充分考虑了空间因素对预测值的影响,提出了二维修正模型,建立了水体污染预测系统。结果表明,与传统二维水质模型相比,二维修正模型更符合连续水体特征,适用性更强,对水环境污染预测具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 地理信息系统 克里金模型 二维水质模型 二维修正模型 生物耗氧量

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基于克里金代理模型的富水砂砾石层深基坑地表沉降预测 被引量：6

8

作者 丁超 汤卓 +3 位作者 彭君山 刘鑫鑫 罗正东 王江营 《水利水电技术》 北大核心 2019年第6期169-174,共6页

针对沉降监控预测等大型深基坑施工风险控制难点,为确保工程及周边环境安全,解决基坑监测中的空白现象和揭示基坑开挖监测点后期的沉降趋势,引入克里金代理模型预测深基坑开挖的地表沉降变形规律。以长沙晚报大道地铁站深基坑为例,基于M... 针对沉降监控预测等大型深基坑施工风险控制难点,为确保工程及周边环境安全,解决基坑监测中的空白现象和揭示基坑开挖监测点后期的沉降趋势,引入克里金代理模型预测深基坑开挖的地表沉降变形规律。以长沙晚报大道地铁站深基坑为例,基于MATLAB编制的Kriging工具箱DACE,对监测到的数据进行前期处理,采用相应的非线性克里金代理模型计算分析了两个监测点的沉降变形值。通过现场实测数据对比,结果表明:预测结果能够满足工程要求,误差均在5%以内。随基坑开挖深度和监测数据样本量不断增加,相应计算结果的误差逐步降低,表明该方法是合理可行的,能够以监测点数据对基坑监测盲点进行模拟预测,相对准确地计算出沉降变形。研究成果为高地下水位区域基坑、隧洞工程安全施工提供科学依据。 展开更多

关键词 表面沉降预测 克里金代理模型 DACE 富水砂砾石地层 深基坑开挖 工程地质灾害防治 基坑降水 地表变形

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基于组合模型的MAG焊工艺参数多目标优化 被引量：6

9

作者 吕小青 王旭 +2 位作者 徐连勇 荆洪阳 韩永典 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期6-11,I0005,共7页

以MAG焊焊接电压、焊接速度、送丝速度为可调工艺参数,开展了三因素三水平全因子平板对接焊和堆焊试验.基于试验数据建立了误差反向传播神经网络、径向基神经网络和克里金模型来预测焊缝余高、接头抗拉强度和冲击吸收能量.模型预测结果... 以MAG焊焊接电压、焊接速度、送丝速度为可调工艺参数,开展了三因素三水平全因子平板对接焊和堆焊试验.基于试验数据建立了误差反向传播神经网络、径向基神经网络和克里金模型来预测焊缝余高、接头抗拉强度和冲击吸收能量.模型预测结果显示,所建立模型均能较好的预测焊缝性能,但是没有一个模型能同时最佳预测三种焊缝性能且各模型预测波动较大.为了进一步提升预测精度和稳定性,将误差反向传播神经网络、径向基神经网络和克里金模型以线性加权法组合.结果表明,组合模型能提升预测的精度和稳定性.基于组合模型,采用NSGA-II算法实现多目标优化,得到并验证了焊缝余高、接头冲击吸收能量和抗拉强度三者间的非劣解.验证结果表明焊接工艺多目标优化对实现焊缝综合性能整体最优以及焊接精细化应用具有较大的指导意义. 展开更多

关键词 多目标优化 焊接工艺 组合模型 神经网络 克里金模型

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基于克里金插值技术的开关磁阻电机极面优化设计 被引量：3

10

作者 张艳丽 夏斌 +1 位作者 谢德馨 白保东 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期56-61,共6页

为了减小一台3相6/4极开关磁阻电机的转矩脉动,研究了一种改变定子极面和附加转子极靴的设计方案,提出了一种基于克里金插值技术与遗传算法相结合的优化算法,即利用均匀采样得到的采样点构造克里金插值曲面,再用遗传算法进行寻优。根据... 为了减小一台3相6/4极开关磁阻电机的转矩脉动,研究了一种改变定子极面和附加转子极靴的设计方案,提出了一种基于克里金插值技术与遗传算法相结合的优化算法,即利用均匀采样得到的采样点构造克里金插值曲面,再用遗传算法进行寻优。根据不同变异函数对克里金插值准确性的影响,采用遗传算法对球状变异函数模型进行了参数估计,同时为了提高优化算法的运行速率,提出了设计空间局部逐步细化克里金插值曲面的自适应加密优化策略。通过解析算例验证了所提出算法的有效性,并实现了开关磁阻电机减小转矩脉动的优化设计。 展开更多

关键词 克里金模型 均匀采样 开关磁阻电机 转矩脉动 优化设计

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超导磁储能系统的序贯克里金优化方法 被引量：1

11

作者 雷刚 李燕斌 +2 位作者 邵可然 杨光源 赵军 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第18期119-124,共6页

超导磁储能系统(superconducting magnetic energy storage,SMES)是超导应用研究的热点。SMES利用超导磁体的低损耗和快速响应能力,通过电力电子型变流器与电力系统相连,组合为一种既能为其储存电能又能为其释放电能的多功能电磁系统。S... 超导磁储能系统(superconducting magnetic energy storage,SMES)是超导应用研究的热点。SMES利用超导磁体的低损耗和快速响应能力,通过电力电子型变流器与电力系统相连,组合为一种既能为其储存电能又能为其释放电能的多功能电磁系统。SMES的先进功能主要体现于,它能大容量超低损耗的储存电能、改善供电质量、提高系统的稳定性和可靠性。该文以SMES的优化设计(IEEE TEAM Workshop Problem 22)为例,介绍了序贯优化方法和克里金(Kriging)统计近似模型在低维和高维、离散域和连续域优化问题中的应用。优化结果显示,该优化方法能在保证设计精度的前提下,极大降低有限元的计算量。如3参数优化问题中有限元的计算量比直接优化的1/10还要少;而8参数优化问题中有限元的计算量约为直接优化的1/3。从而该方法可广泛应用于电磁装置的优化设计问题。 展开更多

关键词 超导磁储能系统 序贯优化方法 克里金模型 微分进化算法 超导磁储能系统优化设计问题

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基于代理模型的QPSO算法及结构优化应用 被引量：1

12

作者 何星星 廖瑛 李志 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期76-82,共7页

针对复杂结构的工程优化通常涉及到高度非线性的问题,采用基于迭代的传统优化算法可能无法获得全局最优解。在此研究背景下,文章引入量子粒子群优化算法(Quantum Particle Swarm Optimization,QPSO),提出了基于克里金(Kriging)代理模型... 针对复杂结构的工程优化通常涉及到高度非线性的问题,采用基于迭代的传统优化算法可能无法获得全局最优解。在此研究背景下,文章引入量子粒子群优化算法(Quantum Particle Swarm Optimization,QPSO),提出了基于克里金(Kriging)代理模型的QPSO算法,通过构建环形桁架可展天线动力学性能的代理模型,对环形桁架可展天线结构参数进行了优化设计的应用研究。研究结果表明,基于Kriging代理模型的QPSO算法计算效率较高,环形桁架可展天线的基频及最大冲击响应面非线性特征显著,并通过将计算所得到的最优解与有限元解进行对比,验证了此方法的计算精度。由此可见,此方法的研究可为复杂结构的优化设计、研制提供一定的参考。 展开更多

关键词 量子粒子群算法 代理模型 克里金模型 环形桁架结构 可展开天线 优化设计 航天器

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适用于调峰场景的纯电重卡集群划分及双层优化调度策略

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作者 高磊 张执超 +1 位作者 张怡 余洋 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第13期5455-5463,共9页

针对大规模纯电重卡(electric truck, ET)无序充电抬高电网负荷峰值影响电能质量的问题,提出适用于调峰场景的集群划分及双层优化调度策略。首先,考虑实时道路流量及多能耗因素建立ET参与电网调峰的需求响应模型,以物流因素作为特征量,... 针对大规模纯电重卡(electric truck, ET)无序充电抬高电网负荷峰值影响电能质量的问题,提出适用于调峰场景的集群划分及双层优化调度策略。首先,考虑实时道路流量及多能耗因素建立ET参与电网调峰的需求响应模型,以物流因素作为特征量,结合改进的模糊聚类算法对ET进行日前集群划分;其次,基于分群结果,结合电网调度与企业用户两方主体的不同利益诉求,在主从博弈框架下考虑柔性时间窗建立双层规划调度模型,实时求解集群内纯电重卡充放电功率;最后,采用克里金模型优化的粒子群算法加快模型求解的速度。通过某物流区实际ET数据进行仿真验证,结果表明,采取的集群划分及考虑柔性时间窗的双层调度策略能更好地平滑负荷曲线,降低集群的调度偏差。同时,克里金优化算法在求解双层优化模型上,更具有快速性。 展开更多

关键词 纯电重卡 模糊聚类 响应特性 柔性时间窗 克里金模型

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两端固定弦振动方程的Kriging校正模型 被引量：4

14

作者 赵宏旭 吴甦 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2049-2053,2059,共6页

系统误差和随机误差的存在使生产过程中的观测值偏离工程模型的理论设计值,影响预测和控制的效果。针对两端固定弦的振动特点,结合观测数据用Kriging模型拟合系统误差和随机误差,校正振动方程的理论预测。通过分析外部随机扰动引起的系... 系统误差和随机误差的存在使生产过程中的观测值偏离工程模型的理论设计值,影响预测和控制的效果。针对两端固定弦的振动特点,结合观测数据用Kriging模型拟合系统误差和随机误差,校正振动方程的理论预测。通过分析外部随机扰动引起的系统误差的特点,为Kriging模型选择一组特定的基函数。模型还被推广到振动方程无解的情况。基于观测数据的交叉检验结果说明模型能够有效改善预测效果。通过模型不仅能控制振动过程的设计值,还能控制系统误差,为研究弦振动的控制问题提供了新的方法。 展开更多

关键词 克里金模型 振动方程 系统误差 随机误差 统计校正

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利用GEK代理模型的天线快速多目标优化设计 被引量：2

15

作者 王丹青 李萍 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期129-134,165,共7页

传统方法进行天线优化设计主要利用经典优化算法调用电磁仿真软件,在求解复杂天线的多目标优化问题时效率不理想.针对该问题,在多梯度下降算法中引入遗传算子,提出了一种高效的全局多目标优化算法——混合遗传算子多梯度下降算法.该算... 传统方法进行天线优化设计主要利用经典优化算法调用电磁仿真软件,在求解复杂天线的多目标优化问题时效率不理想.针对该问题,在多梯度下降算法中引入遗传算子,提出了一种高效的全局多目标优化算法——混合遗传算子多梯度下降算法.该算法调用梯度增强型克里金模型进行天线优化.梯度增强型克里金模型建模所需的样本规模小、时间短,并且避免了电磁仿真软件的反复计算.利用该算法优化加载各向异性Ⅰ型周期结构覆层的警用超短波宽带单极子天线和某型直升机机载专用通信系统天线及其抗干扰阵列,在达到相同优化效果时,所需的模型仿真次数为利用改进的非支配排序遗传算法调用电磁仿真软件进行优化的10.30%和18.96%,验证了该优化算法的高效性. 展开更多

关键词 天线多目标优化 多梯度下降算法 遗传算子 代理模型 梯度增强型克里金模型

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一种Kriging模型和改进子集模拟的多响应系统可靠性分析方法研究 被引量：4

16

作者 周成宁 张培培 +1 位作者 张冕 王慧敏 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2020年第2期309-314,共6页

在结构可靠性分析中,一个重要的挑战是减少对功能函数的调用。而在实际工程中的失效问题往往是小概率、多响应,并且相关的功能函数通常是隐式的情况,需要复杂的有限元计算,因此减少对功能函数的调用尤为重要。为了构建精准的代理模型,... 在结构可靠性分析中,一个重要的挑战是减少对功能函数的调用。而在实际工程中的失效问题往往是小概率、多响应,并且相关的功能函数通常是隐式的情况,需要复杂的有限元计算,因此减少对功能函数的调用尤为重要。为了构建精准的代理模型,针对系统中的多个响应,分别构建了Kriging代理模型,采用拉丁超立方抽样提高其有效性,采用主动学习方式提升了Kriging模型的精度,同时减少了样本量。为了提升多响应模式下子集模拟的计算效率,采用了改进的子集模拟方法。为了解决小概率失效问题以及减少对功能函数的调用,结合Kriging模型和改进的子集模拟建立了AK-GSS模型。算例分析表明该模型为多响应模式下相关的结构可靠性分析提供新方法。 展开更多

关键词 克里金模型 功能函数 多响应系统 子集模拟 主动学习

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展向波纹杆件的气动阻力与气动噪声协同优化研究

17

作者 刘海涛 王文宇 +2 位作者 周新 李鹏高 肖乾 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第2期44-51,共8页

展向波纹杆件具有良好的减阻降噪效果,但尚缺乏杆件结构参数优化设计方法。基于多学科协同优化方法,以气动阻力与气动噪声为目标,对展向波纹杆件的波长和波纹幅度结构参数进行协同优化。基于Realizable k-ε模型与随机噪声的产生和辐射(... 展向波纹杆件具有良好的减阻降噪效果,但尚缺乏杆件结构参数优化设计方法。基于多学科协同优化方法,以气动阻力与气动噪声为目标,对展向波纹杆件的波长和波纹幅度结构参数进行协同优化。基于Realizable k-ε模型与随机噪声的产生和辐射(Stochastic Noise Generation and Radiation,SNGR)模型,建立杆件流场与声场的数值仿真模型。结合拉丁超立方取样及样本点结构的数值仿真结果,构建克里金代理模型,并运用协同优化算法,进行双目标协同优化,寻求最优展向波纹结构参数,并通过仿真验证。研究结果表明:展向波纹杆件的气动噪声和气动阻力无法同时达到最优;双目标协同优化后模型的气动阻力系数1.743,较初模型下降1.59%,总声压级103.64 dB,较初模型下降4.66%,从而达到均衡的降噪减阻效果。 展开更多

关键词 声学 展向波纹杆件 气动阻力 气动噪声 克里金代理模型 协同优化

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基于代理模型的三维梯形流道质子交换膜燃料电池结构优化设计 被引量：7

18

作者 夏雷 于泽庭 +1 位作者 许国平 纪少波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期2238-2247,共10页

为了优化梯形直流道质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的性能,以梯形流道的上/下底宽为设计变量,建立一个三维,多相的梯形直流道PEMFC模型。以矩形直流道质子交换膜燃料电池为基础模型,用于对比分析。以净... 为了优化梯形直流道质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的性能,以梯形流道的上/下底宽为设计变量,建立一个三维,多相的梯形直流道PEMFC模型。以矩形直流道质子交换膜燃料电池为基础模型,用于对比分析。以净输出功率为目标函数,应用克里金(Kriging)代理模型完整预测分析域和形成响应面,发现用Kriging代理模型构建的响应面函数精度较高。最后,通过遗传算法得到一个宽矮型的最优梯形流道结构。研究显示梯形流道下底宽对净输出功率的影响较大,增加流道的下底宽度可以促进氧气向下扩散,从而提高电流密度。当电压为0.5V时,和基础模型相比,最优模型的净输出功率提升20.90%。研究还发现在阴极侧,流道下方氧气的摩尔浓度比脊下方的浓度高,沿着反应物的流动方向氧气摩尔浓度逐渐下降。沿着反应物流动方向和垂直方向,最优模型的氧气浓度梯度低于基础模型,最优模型的氧气分布更加均匀。在阴极扩散层及催化层内,最优模型的氧气平均摩尔浓度高于基础模型。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 数值模拟 优化设计 克里金代理模型 遗传算法

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基于GWO-KRG近似模型的乘员约束系统可靠性优化设计 被引量：1

19

作者 谷先广 高梦琳 +1 位作者 王笑乐 黄岳竹 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期870-876,884,共8页

为提升乘员约束系统安全性能,本文中将近似模型参数优化技术应用于约束系统可靠性优化设计中。首先建立某车型驾驶员侧约束系统仿真模型,并基于实车碰撞试验结果对仿真模型进行验证,然后采用灰狼优化(GWO)算法优化克里金(KRG)模型的相... 为提升乘员约束系统安全性能,本文中将近似模型参数优化技术应用于约束系统可靠性优化设计中。首先建立某车型驾驶员侧约束系统仿真模型,并基于实车碰撞试验结果对仿真模型进行验证,然后采用灰狼优化(GWO)算法优化克里金(KRG)模型的相关参数,得到高精度的GWO-KRG近似模型。最后,基于GWO-KRG近似模型和可靠性优化方法对约束系统进行优化设计。结果表明:GWO-KRG近似模型能提供更准确的预测响应值;经可靠性优化后的约束系统安全性能得到提高的同时可靠性也得到保证。 展开更多

关键词 乘员约束系统 灰狼优化 克里金近似模型 可靠性优化设计

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基于改进萤火虫算法的永磁同步电机多模态优化设计 被引量：3

20

作者 夏斌 王超 +1 位作者 孙鑫 宋春丽 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期131-138,共8页

永磁同步电机的结构参数选择往往是多模态、非线性的优化问题,同时其结构优化设计又存在计算分析时间过长、计算效率过低、收敛慢等问题。文中针对此类问题提出了一种基于改进萤火虫算法的新型多模态优化算法。改进萤火虫算法主要引用... 永磁同步电机的结构参数选择往往是多模态、非线性的优化问题,同时其结构优化设计又存在计算分析时间过长、计算效率过低、收敛慢等问题。文中针对此类问题提出了一种基于改进萤火虫算法的新型多模态优化算法。改进萤火虫算法主要引用了等值线概念并通过克里金(Kriging)代理模型自适应确定子计算区域,从而获得多个全局最优解和局部解,并且引入单纯形法和改进停止条件以提高算法效率。此外,研究了分层余一法用于检验代理模型精度。最后,将其应用到永磁同步电机的结构优化中,使齿槽转矩成功降低了38.33%。 展开更多

关键词 永磁同步电机 多模态优化 萤火虫算法 克里金代理模型 等值线 留一法

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