动态设计变量优化方法及其在工程静力学通用程序设计中的应用 被引量：10

1

作者 侯祥林 颜世英 +1 位作者 刘杰 王铁光 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期296-301,共6页

本文提出动态设计变量优化新方法并解决理论和工程问题,该方法首先构建目标函数框架,然后根据具体问题的输入条件,动态地进行设计变量分配和合理排序,形成实际问题的动态目标函数。基于动态设计变量优化方法,编制出一个能解决单刚体、... 本文提出动态设计变量优化新方法并解决理论和工程问题,该方法首先构建目标函数框架,然后根据具体问题的输入条件,动态地进行设计变量分配和合理排序,形成实际问题的动态目标函数。基于动态设计变量优化方法,编制出一个能解决单刚体、刚体系的平面和空间问题、摩擦问题和桁架所有工程静力学平衡问题的通用程序,并通过实例分析验证。为解决更多工程领域问题提供有效新观点。 展开更多

关键词 工程静力学 通用程序设计 动态设计变量优化方法 动态目标函数 排序

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离心泵多目标多变量优化设计模型实用化研究 被引量：7

2

作者 黄思 宋志光 +2 位作者 张雪娇 刘世龙 宋宣乐 《中国农村水利水电》 北大核心 2014年第5期130-132,141,共4页

从离心泵整体损失功率最小、抗气蚀性能和无驼峰扬程曲线作为设计目标,在考虑叶片入口预旋的条件下建立了一个实用化离心泵的多目标多变量优化数学模型。应用MATLAB遗传算法工具箱对该多目标多变量优化模型进行数值求解,得到了叶轮进出... 从离心泵整体损失功率最小、抗气蚀性能和无驼峰扬程曲线作为设计目标,在考虑叶片入口预旋的条件下建立了一个实用化离心泵的多目标多变量优化数学模型。应用MATLAB遗传算法工具箱对该多目标多变量优化模型进行数值求解,得到了叶轮进出口直径、叶片进出口安放角、叶片进口位置、叶轮出口宽度、叶片数及包角等关键设计参数的优化结果。最后采用CFD数值模拟的方法来进行验证,表明该优化方法是实用可行的。 展开更多

关键词 离心泵 损失 多目标多变量优化 遗传算法 CFD数值模拟

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应用动态设计变量优化方法进行城市群公路网优化布局 被引量：2

3

作者 张敏江 孙菲 房明 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2007年第1期16-19,共4页

目的为目前城市群公路网布局提供一种最优的计算方法.方法以公路网重要度为目标函数,以资金投入为固定值作约束条件,以节点连通值为设计变量,提出了连续值优化计算,合理进行公路建设和维护.结果建立了城市群公路网优化布局模型;采用VB... 目的为目前城市群公路网布局提供一种最优的计算方法.方法以公路网重要度为目标函数,以资金投入为固定值作约束条件,以节点连通值为设计变量,提出了连续值优化计算,合理进行公路建设和维护.结果建立了城市群公路网优化布局模型;采用VB语言开发了求解公路网优化布局的公路网重要度模型的梯形算法主程序;通过实例验证了算法的正确性.结论城市群公路网布局的计算方法尤其适合求解大规模公路网优化问题,解决常规算法难以应用于大规模网络优化问题的难题. 展开更多

关键词 公路网 城市群 布局优化 模型 动态设计变量优化方法

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大规模含整变量优化问题的一种分解方法 被引量：2

4

作者 吴清烈 徐南荣 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1996年第3期119-125,共7页

大规模含整变量优化问题的一种分解方法吴清烈，徐南荣（东南大学经济管理学院，南京２１００１８）国内外学者对变量全为连续型的大规模优化问题研究较多［１］，但对大规模合整变量优化问题的研究甚少．文献［２，３］针对某些特殊大... 大规模含整变量优化问题的一种分解方法吴清烈，徐南荣（东南大学经济管理学院，南京２１００１８）国内外学者对变量全为连续型的大规模优化问题研究较多［１］，但对大规模合整变量优化问题的研究甚少．文献［２，３］针对某些特殊大型整数规划问题分别提出了启发式解法... 展开更多

关键词 整变量优化 大规模优化问题 最佳化 分解法

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多级离心泵多变量优化设计研究 被引量：1

5

作者 张雪娇 黄思 +1 位作者 宋志光 区国惟 《中国农村水利水电》 北大核心 2015年第3期124-126,共3页

从建立多级离心泵叶轮特性与导叶特性的匹配关系入手,建立了包含叶轮和导叶参数的一个实用化离心泵的多目标多变量优化数学模型。应用MATLAB遗传算法工具箱对该多目标多变量优化模型进行数值求解,得到了叶轮进出口直径、叶轮进出口宽度... 从建立多级离心泵叶轮特性与导叶特性的匹配关系入手,建立了包含叶轮和导叶参数的一个实用化离心泵的多目标多变量优化数学模型。应用MATLAB遗传算法工具箱对该多目标多变量优化模型进行数值求解,得到了叶轮进出口直径、叶轮进出口宽度、叶轮叶片数、叶片出口角、导叶的基圆直径、喉部尺寸、导叶叶片数等关键设计参数的优化结果。最后采用面积比原理验证了该优化方法的实用性。 展开更多

关键词 多级离心泵 叶轮导叶匹配 多目标多变量优化 遗传算法 面积比原理

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地下自卸汽车轮边减速器混合离散变量优化设计 被引量：1

6

作者 蒋文凤 李必文 +1 位作者 梅占国 胡良斌 《煤矿机械》 北大核心 2009年第6期6-8,共3页

应用Pappas法求解地下自卸汽车轮边减速器的混合离散变量优化设计问题时,通过重构优化设计数学模型,合理地确定设计变量,对整数变量进行线性等式约束,引入MAAG制模数等措施,使整个优化设计的离散化过程简化为对模数的离散一维搜索,同时... 应用Pappas法求解地下自卸汽车轮边减速器的混合离散变量优化设计问题时,通过重构优化设计数学模型,合理地确定设计变量,对整数变量进行线性等式约束,引入MAAG制模数等措施,使整个优化设计的离散化过程简化为对模数的离散一维搜索,同时避免了离散点间隔过大可能造成的缺陷,从而提升了优化设计的效率和质量。 展开更多

关键词 地下自卸汽车 轮边减速器 优化设计 混合离散变量最优化 Pappas法

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基于多变量自优化动态神经网络的“阶跃型”滑坡变形预测 被引量：1

7

作者 徐志华 杨旭 +3 位作者 孙钱程 何钰铭 张国栋 叶义成 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第3期74-82,共9页

传统累计变形预测方法在曲线结构分解和表征模型选择上具有多样性,由此引起了工作量大、预测精度低以及预测方法适用对象较局限等问题,为此考虑降雨量、库水位、库水位变化对滑坡累计变形的影响,基于非线性自回归模型建立了多变量自优... 传统累计变形预测方法在曲线结构分解和表征模型选择上具有多样性,由此引起了工作量大、预测精度低以及预测方法适用对象较局限等问题,为此考虑降雨量、库水位、库水位变化对滑坡累计变形的影响,基于非线性自回归模型建立了多变量自优化动态神经网络,并将其应用在三峡库区典型的“阶跃型”滑坡——白家包滑坡累计位移预测中。通过对滑坡变形累计曲线时间序列的分析,采用神经网络方法对全曲线模型进行求解,形成了非线性自回归神经网络模型,利用多种群遗传算法对神经网络的参数和结构进行优化训练,并将适应度函数均方误差作为预测模型误差偏离标准。结果表明:所提出的自优化动态神经网络对滑坡多个测点的累计位移拟合精度高,误差可控制在1%左右,预测过程减少了主观因素引起的误差,考虑了滑坡发展过程的动态性,可为“阶跃型”滑坡累计位移的实时预测提供参考。 展开更多

关键词 累计位移预测 “阶跃型”滑坡 多因素影响 多变量自优化 动态神经网络

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遗传算法在离散变量结构优化设计中的应用 被引量：12

8

作者 张思才 张方晓 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期146-150,共5页

以三杆桁架结构优化设计演示了遗传算法在离散变量优化设计中的应用.优化结果与传统结构优化设计结果相比较,表明遗传算法的有效性.运用遗传算法求解十杆超静定桁架结构优化问题.针对三杆、十杆桁架结构分析了群体规模大小对算法收敛的... 以三杆桁架结构优化设计演示了遗传算法在离散变量优化设计中的应用.优化结果与传统结构优化设计结果相比较,表明遗传算法的有效性.运用遗传算法求解十杆超静定桁架结构优化问题.针对三杆、十杆桁架结构分析了群体规模大小对算法收敛的影响,说明群体规模的选取是与染色体长度密切相关的. 展开更多

关键词 三杆桁架结构 遗传算法 离散变量优化设计 超静定桁架结构 结构设计

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耦合混合变量的空间机动飞行器多学科设计优化 被引量：5

9

作者 粟华 王京士 +3 位作者 龚春林 谷良贤 李波 张孝南 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1253-1262,共10页

针对复杂耦合下的空间机动飞行器（SMV）多学科设计优化（MDO）问题,开展了同时考虑连续-离散混合变量的MDO求解技术研究。考虑空间机动飞行器总体方案设计需求,建立了包括轨道分系统、电源分系统、结构分系统、推进分系统、GNC分系统... 针对复杂耦合下的空间机动飞行器（SMV）多学科设计优化（MDO）问题,开展了同时考虑连续-离散混合变量的MDO求解技术研究。考虑空间机动飞行器总体方案设计需求,建立了包括轨道分系统、电源分系统、结构分系统、推进分系统、GNC分系统等多个学科的空间机动飞行器MDO模型;提出了基于变量转化法的混合变量MDO求解策略,将连续-离散混合变量MDO问题转化为普通MDO问题进行优化求解。优化后的空间机动飞行器总质量相比于初始方案降低了18.1%,证明了本文方法的有效性。与将离散变量作为连续变量优化的直接方式对比分析表明,本文提出的基于变量转化法的混合变量MDO求解策略在求解效率和可靠性方面更优。 展开更多

关键词 空间机动飞行器 多学科设计优化 混合变量优化 多学科求解策略 变量转化法

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文化基因粒子群算法在换热网络连续变量全局优化中的应用 被引量：15

10

作者 何巧乐 崔国民 许海珠 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期37-45,共9页

在换热网络的综合优化中,连续变量的优化通常采用确定性方法。相比于整型变量优化,连续变量优化相对容易处理,但存在容易陷入局部最优和无法收敛到全局最优的问题。针对这一问题,提出一种在标准粒子群算法中结合局部搜索策略的文化基因... 在换热网络的综合优化中,连续变量的优化通常采用确定性方法。相比于整型变量优化,连续变量优化相对容易处理,但存在容易陷入局部最优和无法收敛到全局最优的问题。针对这一问题,提出一种在标准粒子群算法中结合局部搜索策略的文化基因粒子群算法;结合换热网络最小年综合费用小和计算时间短的优点,提出Ring+Random粒子种群拓扑结构;结合算法控制参数的设置与粒子种群拓扑结构的改进,使文化基因粒子群算法具有更好的全局收敛性能。采用6个10股流体算例验证文化基因粒子群算法在给定换热网络结构下的连续变量全局收敛性能,与文献值相比,换热网络最小年综合费用最大减少了26 025$/a。 展开更多

关键词 换热网络综合 粒子群算法 文化基因 连续变量全局优化 局部搜索

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降雨汇流单位线智能优化计算方法研究

11

作者 刘天山 郭俊 +2 位作者 刘懿 吴海燕 李永峰 《人民长江》 北大核心 2024年第S01期50-53,共4页

为克服分析法、试错法等单位线计算方法的时段长度依赖经验取值且计算的单位线还可能存在不合理的波动等问题,研究提出了一种新的降雨汇流单位线智能优化计算方法。该方法以降水和径流数据为基础,将单位线的长度作为待优化的超参数,将... 为克服分析法、试错法等单位线计算方法的时段长度依赖经验取值且计算的单位线还可能存在不合理的波动等问题,研究提出了一种新的降雨汇流单位线智能优化计算方法。该方法以降水和径流数据为基础,将单位线的长度作为待优化的超参数,将单位线过程数据作为待优化变量,并利用智能进化算法自动优化得到单位线过程数据,最后以东北地区浑江流域为对象进行了案例研究。结果表明:采用该方法推求的单位线,模拟径流与实际径流的RMSE为0.18 m^(3)/s、相关系数达到0.99,无需经历传统计算方法中的复杂过程,计算精度高、鲁棒性好。研究成果可为单位线过程推导以及应用提供参考。 展开更多

关键词 单位线 降雨 径流 智能进化算法 优化变量 超参数 浑江流域

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空间太阳望远镜主构架的力学分析与优化 被引量：11

12

作者 陈志平 杨世模 +1 位作者 胡企千 施浒立 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期89-94,共6页

基于航天器结构设计的特殊性,用有限元软件MSC.NASTRAN对空间太阳望远镜主构架进行了力学分析。根据敏度分析方法和优化计算要求,建立了满足结构频率和振型条件、追求重量最轻的优化模型。结合工程优化的特点,提出多种拓扑结构方案,并... 基于航天器结构设计的特殊性,用有限元软件MSC.NASTRAN对空间太阳望远镜主构架进行了力学分析。根据敏度分析方法和优化计算要求,建立了满足结构频率和振型条件、追求重量最轻的优化模型。结合工程优化的特点,提出多种拓扑结构方案,并对主构架进行了拓扑型式比较与选优、形状优化和尺寸优化,最后对多变量优化设计的初值问题进行了探讨。经优化计算及工程处理,使主构架的总重量减少了36%,力学校验和热分析表明优化结构满足整星设计要求。 展开更多

关键词 空间太阳望远镜 主构架 多变量优化 有限元分析 工程优化

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基于轴线检测的回转窑支承系统等寿命优化研究 被引量：4

13

作者 李学军 王广斌 +1 位作者 王梅松 陈干清 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期142-146,共5页

回转窑运行中由于轴线偏移 ,支承载荷分配不均导致托轮轴疲劳断裂。本文通过对回转窑托轮轴进行力学分析 ,导出支承系统各托轮轴疲劳损伤与轴线偏差的关系 ,从而根据轴线检测得出各托轮轴剩余疲劳寿命 ;以轴线偏差调整量为优化变量 ,各... 回转窑运行中由于轴线偏移 ,支承载荷分配不均导致托轮轴疲劳断裂。本文通过对回转窑托轮轴进行力学分析 ,导出支承系统各托轮轴疲劳损伤与轴线偏差的关系 ,从而根据轴线检测得出各托轮轴剩余疲劳寿命 ;以轴线偏差调整量为优化变量 ,各托轮轴中最小的剩余寿命最大为目标函数建立优化模型 ,结合现场实例进行支承系统等寿命优化调整研究。研究结果表明常规的调窑方法存在很大的盲目性 ,应用等寿命优化调整的方法必要、可行 ,能有效防止托轮轴疲劳断裂事故 ,为回转窑的维护与调整提供理论依据 。 展开更多

关键词 回转窑 轴线检测 支承系统 疲劳寿命 载荷分配 托轮轴 目标函数 变量优化 优化算法

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混合算法在轻钢结构优化设计中的应用 被引量：5

14

作者 周书敬 薄涛 史三元 《河北工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2011年第2期71-74,共4页

结合粒子群优化(PSO)算法快速的全局收敛性和蚁群优化(ACO)算法较强的寻优能力,提出了一种融合PSO算法和ACO算法的混合算法。首先利用PSO算法较强的全局搜索能力,产生各粒子的最优位置值;然后对ACO算法的蚂蚁总个数进行调整,在保证算法... 结合粒子群优化(PSO)算法快速的全局收敛性和蚁群优化(ACO)算法较强的寻优能力,提出了一种融合PSO算法和ACO算法的混合算法。首先利用PSO算法较强的全局搜索能力,产生各粒子的最优位置值;然后对ACO算法的蚂蚁总个数进行调整,在保证算法全局搜索能力的同时,避免陷入局部最优;最后利用改进的ACO算法对最优位置值做进一步优化。将该混合算法应用于轻钢结构优化设计中,建立优化设计模型。以轻钢门式框架为例,利用该模型进行优化分析,并与文献[11]中改进模拟退火算法的优化结果进行对比。结果表明,混合算法经过61次迭代后能够求出较好的全局最优解,合理可行。 展开更多

关键词 ACO算法 PSO算法 混合算法 轻钢结构 离散变量优化

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基于N进制编码的克隆重组方法应用于快速优化ADPCM的多参数

15

作者 张刚 谢克明 +1 位作者 郭红波 赵哲峰 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期28-31,共4页

选择ADPCM的步长修正因子M涉及复杂目标函数的多变量优化,是一个海量计算问题。克隆—思维进化算法(CMEA)继承了进化算法(MEA)中趋同操作的择强汰弱思想,同时引入克隆算子将相对较弱个体的强势因素保留到下一代。提出一种新的基于N进制... 选择ADPCM的步长修正因子M涉及复杂目标函数的多变量优化,是一个海量计算问题。克隆—思维进化算法(CMEA)继承了进化算法(MEA)中趋同操作的择强汰弱思想,同时引入克隆算子将相对较弱个体的强势因素保留到下一代。提出一种新的基于N进制编码的克隆重组方法用于优化具有复杂目标函数的ADPCM的8个步长修正因子,实验结果表明从第5次迭代后,CMEA的信噪比(SNR)一直高于MEA算法;在前5次迭代中,CMEA平均每次迭代改善1.03dB,高出MEA算法0.4dB。此外MEA的计算量约为CMEA的1.67倍,CMEA比MEA算法抗早熟。 展开更多

关键词 复杂目标函数 多变量优化 克隆-思维进化 N进制编码

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主跨40 m跨座式单轨交通连续钢箱轨道梁优化设计 被引量：9

16

作者 董艳彪 刘世忠 +1 位作者 王冠军 魏源 《铁道建筑》 北大核心 2018年第8期14-18,共5页

以某市云轨示范线一主跨40 m连续钢箱轨道梁为工程背景,利用直接网格搜索法原理,采用双变量优化设计法,应用有限元软件ANSYS计算分析所选结构体系的力学特性。以梁高、边跨与中跨比为设计变量,以主梁挠度、竖向基频、梁端转角、应力为... 以某市云轨示范线一主跨40 m连续钢箱轨道梁为工程背景,利用直接网格搜索法原理,采用双变量优化设计法,应用有限元软件ANSYS计算分析所选结构体系的力学特性。以梁高、边跨与中跨比为设计变量,以主梁挠度、竖向基频、梁端转角、应力为约束条件对结构进行优化,确定使结构材料用量最少的最优结构体系。研究结果表明,梁高为2.4 m、边跨与中跨比为0.6是最优方案。该方案的结构受力及变形更加合理,最大限度地发挥了材料的作用,且施工难度较小,施工周期较短。 展开更多

关键词 轨道交通 优化设计 连续钢箱轨道梁 双变量优化设计法 ANSYS

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浮标系泊结构的参数优化匹配方法研究 被引量：2

17

作者 方子帆 余红昌 +4 位作者 郑小伟 何雪辉 葛旭甫 徐浩 谢旭光 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第11期69-74,共6页

针对浅海浮标系泊结构姿态控制问题,进行系统参数优化匹配计算方法研究。首先进行系泊结构力学分析,建立系统的力和力矩平衡方程,推导出系泊系统状态的描述方程;采用系泊系统起锚角和检测设备舱的倾斜角度为约束条件,取锚链型号和重物... 针对浅海浮标系泊结构姿态控制问题,进行系统参数优化匹配计算方法研究。首先进行系泊结构力学分析,建立系统的力和力矩平衡方程,推导出系泊系统状态的描述方程;采用系泊系统起锚角和检测设备舱的倾斜角度为约束条件,取锚链型号和重物球质量作为设计变量,建立锚链的垂直高度相对误差最小为目标的系统参数优化匹配的数学模型;用最小二乘法求解非线性方程组,进行分层变量优化计算。所提出的系泊系统结构参数优化计算方法可为浮标系泊系统结构设计提供理论依据。 展开更多

关键词 浮标系泊结构 参数优化 优化模型 分层变量优化计算

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基于遗传算法的气田集输管网整体优化方法 被引量：21

18

作者 李自力 孙云峰 +1 位作者 张子波 刘静 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期86-89,137,共4页

目前气田常用天然气集输管网分级优化法的缺点在于每一级的优化结果仅仅是局部最优解,难以保证最终结果是全局最优解。为此,提出了基于遗传算法的气田集输管网整体优化方法,即以整个管网的投资费用最低为目标函数建立数学模型,采用遗传... 目前气田常用天然气集输管网分级优化法的缺点在于每一级的优化结果仅仅是局部最优解,难以保证最终结果是全局最优解。为此,提出了基于遗传算法的气田集输管网整体优化方法,即以整个管网的投资费用最低为目标函数建立数学模型,采用遗传算法求解,在遗传算法中将各站的站址及站辖管道的管径放在一起作为优化变量,求出管网投资费用最低时各站的站址以及各条管道的管径;同时针对遗传算法本身的局限性,结合模拟退火算法,调整了优化方法的适应度函数。实例计算结果表明,该整体优化方法在节省投资方面要优于传统的分级优化方法。 展开更多

关键词 天然气集输管网 遗传算法 整体优化 模拟退火 投资费用 优化变量

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基于Msc.Nastran的T型尾翼优化设计研究 被引量：4

19

作者 李亮 孙秦 《航空计算技术》 2010年第5期63-66,共4页

建立了T型尾翼的有限元模型,并使用Msc.Nastran对T型尾翼结构进行优化。为了获得更轻的平尾结构重量,将平尾从T型尾翼中取出单独进行优化,并研究了优化变量分区的细化、优化变量的增加对优化结果的影响,并再次对T型尾翼结构进行优化。... 建立了T型尾翼的有限元模型,并使用Msc.Nastran对T型尾翼结构进行优化。为了获得更轻的平尾结构重量,将平尾从T型尾翼中取出单独进行优化,并研究了优化变量分区的细化、优化变量的增加对优化结果的影响,并再次对T型尾翼结构进行优化。优化工作显著降低了平尾结构的重量,并得到了一些重要结论,为以后的T型尾翼优化设计提供了宝贵经验。 展开更多

关键词 T型尾翼 平尾 优化 优化变量

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基于并行遗传算法的向心涡轮气动优化设计 被引量：8

20

作者 张金环 周正贵 《航空发动机》 2015年第3期39-43,共5页

为了提高向心涡轮轮周效率,保持流量、膨胀比不变,以流道、安装角、型面为设计变量,基于并行遗传算法的优化方法,对某微型发动机向心涡轮叶片气动性能进行多变量耦合的自动优化设计,利用商用软件NUMECA进行3维流场计算分析,并比较了优... 为了提高向心涡轮轮周效率,保持流量、膨胀比不变,以流道、安装角、型面为设计变量,基于并行遗传算法的优化方法,对某微型发动机向心涡轮叶片气动性能进行多变量耦合的自动优化设计,利用商用软件NUMECA进行3维流场计算分析,并比较了优化前后向心涡轮转子的总体性能。结果表明:在设计工况下,向心涡轮的轮周效率提高近3%,流量也略有增加,膨胀比近似不变;在非设计工况下,优化叶片效率均高于初始叶片的,向心涡轮的整体性能得到提高。该算法不仅可自动实现多变量耦合优化,而且可高效地得到高气动性能叶片。 展开更多

关键词 气动性能 优化设计 向心涡轮 并行遗传算法 多变量耦合优化 微型航空发动机

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