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多学科设计优化在复杂船型开发中的应用
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作者 章瑾 叶杨 朱婷 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第7期59-63,共5页
在复杂船型开发中,多学科设计优化的应用对提升船舶综合性能、降低成本等具有重要意义。本文搭建多学科优化设计框架,明确综合优化目标,兼顾水动力、结构、稳性和经济性等多方面需求,深入分析各学科约束条件,为优化设计奠定基础。运用... 在复杂船型开发中,多学科设计优化的应用对提升船舶综合性能、降低成本等具有重要意义。本文搭建多学科优化设计框架,明确综合优化目标,兼顾水动力、结构、稳性和经济性等多方面需求,深入分析各学科约束条件,为优化设计奠定基础。运用改进粒子群算法,借助动态惯性权重调整、自适应学习因子等策略提升搜索能力,在收敛速度和稳定性上优于传统算法,将其应用于复杂船型多学科优化设计,重点研究船首和螺旋桨的多学科优化设计方案,结果表明多学科设计优化方法能有效提升设计效率。 展开更多
关键词 多学科设计优化 复杂船型 改进粒子群算法 优化目标
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工质驱动分布式推进系统多学科优化设计研究
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作者 王笑晨 贾琳渊 +2 位作者 陈玉春 吴吉昌 张鑫 《推进技术》 北大核心 2025年第3期26-38,共13页
为对工质驱动分布式推进系统的性能、尺寸、质量进行评估与多学科优化设计,从部件技术水平出发,基于推进系统气动热力学优化模型及部件几何/结构/性能耦合模型建立了推进系统多学科设计方法。以此为支撑,采用粒子群优化算法对工质驱动... 为对工质驱动分布式推进系统的性能、尺寸、质量进行评估与多学科优化设计,从部件技术水平出发,基于推进系统气动热力学优化模型及部件几何/结构/性能耦合模型建立了推进系统多学科设计方法。以此为支撑,采用粒子群优化算法对工质驱动分布式推进系统和涡轮电分布式推进系统进行了多学科优化设计。针对40 kN级巡航推力分布式推进系统的设计结果显示,工质驱动分布式推进系统相对于涡轮电分布式推进设计点耗油率降低4.5%,推进系统质量降低38%,但推进系统中各子系统具有更大的尺寸。从质量和耗油率而言,工质驱动分布式推进系统是降低飞行任务油耗的可行技术途径,但其换热器及传输管路尺寸较大,是在工程实践中应用面临的主要挑战。 展开更多
关键词 分布式推进 工质驱动 流路尺寸预估 多学科设计 粒子群优化算法
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基于可靠性的人字槽轴承多学科设计优化 被引量:1
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作者 杨全毅 《轴承》 北大核心 2025年第7期13-20,共8页
人字槽轴承是微电动机的重要组成部分,由于工作中受到电动机转速、润滑油黏度等不确定性因素的影响,导致轴承可靠性较差,为提高人字槽轴承的可靠性,建立了考虑弹性变形的人字槽轴承热弹流润滑(EHL)模型,采用基于确定性的多学科设计优化(... 人字槽轴承是微电动机的重要组成部分,由于工作中受到电动机转速、润滑油黏度等不确定性因素的影响,导致轴承可靠性较差,为提高人字槽轴承的可靠性,建立了考虑弹性变形的人字槽轴承热弹流润滑(EHL)模型,采用基于确定性的多学科设计优化(MDO)和基于可靠性的多学科设计优化(RBMDO)方法对轴承尺寸进行设计优化,结果表明:未设计优化轴承的可靠性为0.758,MDO的为0.879,RBMDO可以提高到0.99,针对存在不确定性因素的实际工况下,采用RBMDO方法能够大幅度提高轴承可靠性。 展开更多
关键词 滑动轴承 微型电动机 多学科优化设计 转速 黏度 可靠性
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《基于伴随理论的飞行器多学科优化设计技术》专栏征稿简则
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作者 《空气动力学学报》编辑部 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第3期120-120,共1页
飞行器研制过程中,各学科间的相互耦合日益紧密,各学科协同优化与仿真技术作为重要角色登上了飞行器研发的历史舞台。NASA在其CFD2030远景规划中明确指出,未来的航空航天工程问题都将具有多学科特性,并将飞行器多学科综合优化技术列为... 飞行器研制过程中,各学科间的相互耦合日益紧密,各学科协同优化与仿真技术作为重要角色登上了飞行器研发的历史舞台。NASA在其CFD2030远景规划中明确指出,未来的航空航天工程问题都将具有多学科特性,并将飞行器多学科综合优化技术列为六大重点发展方向之一。 展开更多
关键词 基于伴随理论 多学科特性 飞行器多学科优化设计
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大型机械结构件的多学科设计优化(MDO)研究 被引量:2
5
作者 秦东晨 王丽霞 张珂 《机床与液压》 北大核心 2004年第4期64-65,48,共3页
大型机械结构件的优化设计一直是结构优化设计的一个重要内容 ,而多学科设计优化 (MDO)为其结构优化提供了一条更为系统、精确的方法。本文主要讨论和研究了大型机械结构件MDO中的一些关键技术问题 ,并以轻型货车EQ10 6 0F驾驶室车身为... 大型机械结构件的优化设计一直是结构优化设计的一个重要内容 ,而多学科设计优化 (MDO)为其结构优化提供了一条更为系统、精确的方法。本文主要讨论和研究了大型机械结构件MDO中的一些关键技术问题 ,并以轻型货车EQ10 6 0F驾驶室车身为例 ,对其进行了多学科结构优化设计 。 展开更多
关键词 多学科优化设计(mdo) 结构优化设计 大型机械结构件
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多学科设计优化方法在水下无人航行器中应用 被引量:5
6
作者 张磊 胡震 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期144-152,共9页
为了提高水下无人航行器工作的可靠性和稳健性,本文采用多学科设计优化方法开展航行器的总体设计优化。首先开展水下航行器在总体设计阶段的学科设计,分析了各学科内部的模型和计算方法,明确了各学科输入、输出和耦合关系;开展了学科内... 为了提高水下无人航行器工作的可靠性和稳健性,本文采用多学科设计优化方法开展航行器的总体设计优化。首先开展水下航行器在总体设计阶段的学科设计,分析了各学科内部的模型和计算方法,明确了各学科输入、输出和耦合关系;开展了学科内参数建模,确立了总体设计的设计变量、系统参数和约束条件。然后以航行器质量最轻和机动性能最强为优化目标,获得设计变量计算最优解和优化设计主要输出结果值。设计变量优化计算值有效提高设计方案满足约束的能力,优化设计主要输出结果为水下无人航行器设计方案的选择提供了定量依据。 展开更多
关键词 自主式水下潜器 学科建模 总体设计 设计变量 设计约束 优化计算 多学科设计优化 协同优化算法
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基于OpenMDAO的BLISS-2000多学科设计优化:流程、策略与参数研究 被引量:1
7
作者 高裕浩 何腾武 赵敏 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第6期135-149,共15页
[目的]旨在基于OpenMDAO研究BLISS-2000多学科设计优化方法的近似模型、一致性约束、边界更新策略对其收敛性能与优化效率的影响。[方法]首先,给出BLISS-2000方法优化流程和边界更新策略;然后,基于OpenMDAO建立BLISS-2000方法模型,结合... [目的]旨在基于OpenMDAO研究BLISS-2000多学科设计优化方法的近似模型、一致性约束、边界更新策略对其收敛性能与优化效率的影响。[方法]首先,给出BLISS-2000方法优化流程和边界更新策略;然后,基于OpenMDAO建立BLISS-2000方法模型,结合数学算例和工程算例验证所建模型准确性;最后,研究近似模型准确度、一致性等式约束及约束松弛、边界更新策略对BLISS-2000方法收敛性能与优化效率的影响。[结果]结果表明,通过提高近似模型准确度、选取适当的约束松弛因子和边界更新因子,可显著提高BLISS-2000方法的收敛性能与优化效率,并得到基于约束松弛的BLISS-2000方法相关参数的建议取值。[结论]研究结果可对改进BLISS-2000方法及船舶与海洋工程装备概念设计阶段应用BLISS-2000方法提供参考。 展开更多
关键词 船舶设计 多目标优化 多学科设计优化 OpenMDAO BLISS-2000 近似模型 边界更新策略
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基于PRSEUS构型翼身融合机体结构多学科优化设计方法与应用
8
作者 田瑞 王海燕 +3 位作者 聂小华 罗利龙 田宇 彭涛 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期818-827,共10页
针对翼身融合(BWB)布局机体结构承载效率低、结构增重以及高后置背撑发动机带来的大载荷和舱内噪声等问题,基于新型材料和新型高效承载结构(PRSEUS),开展以提高结构承载效率和轻量化为目标,兼顾气动、噪声、振动及工艺等多学科约束的非... 针对翼身融合(BWB)布局机体结构承载效率低、结构增重以及高后置背撑发动机带来的大载荷和舱内噪声等问题,基于新型材料和新型高效承载结构(PRSEUS),开展以提高结构承载效率和轻量化为目标,兼顾气动、噪声、振动及工艺等多学科约束的非常规圆截面机体结构多学科优化设计方法研究。基于自适应代理模型构建技术建立了机体结构气动、噪声子系统性能分析代理模型,实现了对机体结构气动载荷、噪声性能的预测,并将气动、噪声性能的基本要求转化为几何尺寸及力学响应等约束条件,从而把多学科问题集成到一套有限元分析模型,配合高效数学规划法,解决了多学科高精度模型分析耗时问题,实现了翼身融合机体结构的多学科优化设计。通过机体结构有限元分析验证,在满足各学科约束条件前提下,结构的承载效率得到较大幅度提升,中央机体结构减质率达到了8.7%。 展开更多
关键词 翼身融合 多学科优化设计 高效承载结构 代理模型 结构减质 数学规划法
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基于多学科优化的某乘用车制动盘设计
9
作者 何代澄 《农业装备与车辆工程》 2024年第4期40-44,共5页
以某乘用车通风前制动盘为研究对象,将制动盘各主要结构参数作为制动盘优化设计的设计变量,以制动盘的单次制动温升、连续10次制动温升、热变形、模态和应力作为制动盘优化设计的约束条件,同时将制动盘的质量最小作为制动盘优化设计的目... 以某乘用车通风前制动盘为研究对象,将制动盘各主要结构参数作为制动盘优化设计的设计变量,以制动盘的单次制动温升、连续10次制动温升、热变形、模态和应力作为制动盘优化设计的约束条件,同时将制动盘的质量最小作为制动盘优化设计的目标,基于创建的响应面分析模型进行制动盘的多学科联合优化设计,为汽车制动盘的多学科联合优化设计提供理论依据和参考。结果表明,多学科联合优化后的制动盘仿真分析结果均同时满足要求,同时制动盘基于响应面分析模型进行多学科联合优化结果的误差值均在可接受范围内,表明制动盘多学科联合优化结果是可靠的。 展开更多
关键词 制动盘 多学科优化 响应面法 结构设计
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多级固体运载火箭分级多学科设计优化 被引量:12
10
作者 马树微 李静琳 +1 位作者 陈曦 陈万春 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期542-550,共9页
为了解决固体运载火箭总体优化过程中学科耦合性强、计算复杂、设计效率低等问题,建立了多级固体运载火箭的几何外形、质量、气动、推进、弹道/制导等学科模型,将多级运载火箭分成若干个子级火箭,并通过级间飞行状态连续性条件连接到一... 为了解决固体运载火箭总体优化过程中学科耦合性强、计算复杂、设计效率低等问题,建立了多级固体运载火箭的几何外形、质量、气动、推进、弹道/制导等学科模型,将多级运载火箭分成若干个子级火箭,并通过级间飞行状态连续性条件连接到一起,形成系统级和子系统级的框架。设计了并行方式和串行方式2种子系统的优化流程,以起飞总重最小为目标进行了多学科设计优化(MDO)。结果显示,这2种分级优化的方法与多学科可行(MDF)方法相比能减小优化过程中的迭代次数,得到更好的优化结果,从而验证了分级优化方法在多级固体运载火箭MDO的可行性与优越性。 展开更多
关键词 多级 固体运载火箭 多学科设计优化(mdo) 分级 并行 串行
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多学科设计优化方法在潜艇概念设计中的应用研究(英文) 被引量:13
11
作者 操安喜 赵敏 +1 位作者 刘蔚 崔维成 《船舶力学》 EI 北大核心 2007年第3期373-382,共10页
多学科设计优化方法(MDO)是从航空领域兴起的一种针对复杂工程优化设计的有效求解方法。该文针对潜艇设计的复杂性特点,探索MDO在潜艇概念设计中的应用。首先,文中建立了包括水动力、推进、重量、性能和成本共5个学科分析在内的数学模型... 多学科设计优化方法(MDO)是从航空领域兴起的一种针对复杂工程优化设计的有效求解方法。该文针对潜艇设计的复杂性特点,探索MDO在潜艇概念设计中的应用。首先,文中建立了包括水动力、推进、重量、性能和成本共5个学科分析在内的数学模型,然后采用MDO方法——协同优化方法(CO),对同时包含连续设计变量和离散设计变量的潜艇系统,进行了以最小化建造成本为目标的多学科设计优化,获得了优化结果。结果表明:相对于传统设计方法,分布式、并行的协同优化方法CO更适合潜艇系统的设计。 展开更多
关键词 多学科设计优化(mdo) 潜艇 概念设计 协同优化(CO)
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水面舰船多学科设计优化(英文) 被引量:7
12
作者 潘彬彬 崔维成 冷文浩 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第3期378-387,共10页
多学科设计优化(MDO)被认为是目前处理海洋结构物设计的有效方法。中国船舶科学研究中心也开展了将多学科设计优化应用于船舶设计的研究。上一篇文章从船舶设计研究人员的角度出发对多学科设计优化的理论进行了介绍并且对一条发表了的... 多学科设计优化(MDO)被认为是目前处理海洋结构物设计的有效方法。中国船舶科学研究中心也开展了将多学科设计优化应用于船舶设计的研究。上一篇文章从船舶设计研究人员的角度出发对多学科设计优化的理论进行了介绍并且对一条发表了的国外舰船的模型进行了优化。在本文中,作者对国内的一艘实船的概念设计建立了多学科设计优化模型,该模型包括快速性、操纵性和船中剖面的总纵强度分析,它有37个设计变量,9 个约束和两个目标。iSIGHT 9.0被用来集成这些模块并执行优化,最终找到的优化设计不仅提高了该船的快速性,同时减小了船中剖面的截面积。 展开更多
关键词 船舶设计 多学科设计优化(mdo) 航行性能 船舶结构优化
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多学科设计优化在建筑工程设计中的应用 被引量:12
13
作者 王广斌 向乃姗 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第A02期235-241,共7页
针对传统建筑设计阶段重信息执行、轻信息评价的现象,采用多学科设计优化技术,通过分析建筑设计阶段涉及的各学科特性及学科间的耦合关系,建立参数化建筑信息模型,在各局部最优解空间中快速搜索整体优化解.以简单长方形教室为算例,将系... 针对传统建筑设计阶段重信息执行、轻信息评价的现象,采用多学科设计优化技术,通过分析建筑设计阶段涉及的各学科特性及学科间的耦合关系,建立参数化建筑信息模型,在各局部最优解空间中快速搜索整体优化解.以简单长方形教室为算例,将系统划分为几何、结构、能源和经济4个子模块,给出设计参数与约束条件,并对结构和能源模型的优化做了分析,采用遗传算法加快优化方案的搜寻速度,表明多学科设计优化能有效地促进建筑设计整体的综合性能达到最优. 展开更多
关键词 多学科设计优化(mdo) 参数化建筑信息模型 协同机制 遗传算法
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多学科设计优化方法用于船舶设计(英文) 被引量:7
14
作者 潘彬彬 崔维成 《船舶力学》 EI 北大核心 2008年第6期914-931,共18页
为了提供更好地满足不断提高的军方和商业市场需求的产品,现代船舶设计需要获得真正的最优设计。它需要综合考虑所有学科以及它们之间的相互关系。船舶设计中涉及到的学科数目是如此众多,它们之间的相互关系是如此复杂以至于需要寻求一... 为了提供更好地满足不断提高的军方和商业市场需求的产品,现代船舶设计需要获得真正的最优设计。它需要综合考虑所有学科以及它们之间的相互关系。船舶设计中涉及到的学科数目是如此众多,它们之间的相互关系是如此复杂以至于需要寻求一种新的设计技术来替代传统的设计螺旋方法。多学科设计优化(MDO)方法正是一种新的广泛应用于复杂工程系统的设计方法。在本文中,我们主要介绍了中国船舶科学研究中心将MDO应用于船舶设计的研究情况。我们应用iSIGHT软件集成美国弗吉尼亚大学公布的CGX设计模块来演示将MDO方法应用到船舶设计的整个过程,获得了比他们更优化的解。CGX模块也用来说明我们提出的子系统划分的概念。最后,基于我们的研究经验,我们也总结了一个在船舶设计中应用MDO方法的一般应包括的内容。 展开更多
关键词 船舶设计 多学科设计优化(mdo) 分解 近似
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导弹总体参数优化设计的合作协同进化MDO算法 被引量:11
15
作者 陈琪锋 李晓斌 戴金海 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期9-12,共4页
传统的导弹设计方法不能很好地实现各子系统设计的协同 ,而多学科设计优化技术十分适合现代计算机网络环境下的多学科协同设计。根据协同进化与MDO在本质上的相似性 ,采用合作协同进化的方法进行MDO算法研究 ,以充分发挥进化算法的优越... 传统的导弹设计方法不能很好地实现各子系统设计的协同 ,而多学科设计优化技术十分适合现代计算机网络环境下的多学科协同设计。根据协同进化与MDO在本质上的相似性 ,采用合作协同进化的方法进行MDO算法研究 ,以充分发挥进化算法的优越性。给出了一种基于合作协同进化的MDO算法 ,将该算法应用于导弹的气动 发动机 控制一体化优化设计。 展开更多
关键词 多学科设计优化 合作协同进化算法 导弹 优化设计 mdo 总体参数
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飞机多学科设计的分级优化方法 被引量:10
16
作者 胡峪 李为吉 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期144-147,共4页
飞机设计是十分复杂的过程 ,它需要多个学科的综合及许多部门的合作。基于层次型分解的多学科设计优化 (MDO)算法就是解决这类复杂工程系统优化的有效方法。它将大系统分解为许多层 ,每层又有许多子系统 ,而各个子系统的计算规模较小 ,... 飞机设计是十分复杂的过程 ,它需要多个学科的综合及许多部门的合作。基于层次型分解的多学科设计优化 (MDO)算法就是解决这类复杂工程系统优化的有效方法。它将大系统分解为许多层 ,每层又有许多子系统 ,而各个子系统的计算规模较小 ,同时又能保留各层次间的耦合关系。通过三梁元刚架结构的设计 ,证实了本文算法的有效性。 展开更多
关键词 多学科设计优化 分级优化 飞机 结构 mdo方法
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多学科优化集成设计框架 被引量:29
17
作者 李金从 邓家禔 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2003年第3期77-79,共3页
多学科设计优化 (MultidisciplinaryDesignOptimization—MDO)方法是解决复杂工程系统设计的有效方法 ,实施多学科优化方法的软件框架称之为多学科优化环境 ,介绍国内外在多学科优化集成设计框架的研究现状 ,以及我所正在开发的产品协... 多学科设计优化 (MultidisciplinaryDesignOptimization—MDO)方法是解决复杂工程系统设计的有效方法 ,实施多学科优化方法的软件框架称之为多学科优化环境 ,介绍国内外在多学科优化集成设计框架的研究现状 ,以及我所正在开发的产品协同优化平台 (CoLlaborativeOptimizationVector CLOVE)。 展开更多
关键词 多学科优化 工程系统 集成 mdo
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关于多学科设计优化计算框架的探讨 被引量:37
18
作者 余雄庆 姚卫星 +3 位作者 薛飞 穆雪峰 刘克龙 黄爱凤 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第3期286-289,共4页
多学科设计优化 (MDO)框架是指能实现多学科设计优化方法、包含硬件和软件体系的计算环境 ,在这个计算环境中能够集成和运行各学科的计算 ,实现各学科之间的通讯。本文根据MDO的目的、工业界的需要和MDO框架的现状 ,归纳了MDO框架应具... 多学科设计优化 (MDO)框架是指能实现多学科设计优化方法、包含硬件和软件体系的计算环境 ,在这个计算环境中能够集成和运行各学科的计算 ,实现各学科之间的通讯。本文根据MDO的目的、工业界的需要和MDO框架的现状 ,归纳了MDO框架应具有的特征和功能。并以这些特征和功能为评估准则 ,对目前国外几种主要的通用MDO计算框架进行分析和评估。 展开更多
关键词 多学科设计优化 优化 分布式计算
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涡轮叶片多学科可靠性及稳健设计优化 被引量:14
19
作者 贺谦 李元生 +1 位作者 温志勋 岳珠峰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期193-197,共5页
为了得到一种适用于涡轮叶片复杂结构并同时考虑可靠性及稳健性的多学科设计优化方法,将6sig-ma可靠性及稳健设计优化方法与多学科可行方法(MDF)相结合,采用二阶Taylor展开法进行可靠性及稳健性分析,实现了涡轮叶片多学科6sigma可靠性... 为了得到一种适用于涡轮叶片复杂结构并同时考虑可靠性及稳健性的多学科设计优化方法,将6sig-ma可靠性及稳健设计优化方法与多学科可行方法(MDF)相结合,采用二阶Taylor展开法进行可靠性及稳健性分析,实现了涡轮叶片多学科6sigma可靠性及稳健设计优化。使用Kriging近似模型并不断提高模型精度,解决了多学科可行方法计算量较大的问题。实例分析表明,与确定性多学科设计优化相比,采用该方法得到的涡轮叶片可靠性及稳健性均有大幅度提高,同时设计目标最优,满足工程应用的要求,验证了该方法在工程应用中的可行性。 展开更多
关键词 涡轮叶片 可靠性及稳健设计优化 多学科设计优化+ 多学科可行方法+
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多学科设计优化中常用代理模型的研究 被引量:161
20
作者 穆雪峰 姚卫星 +2 位作者 余雄庆 刘克龙 薛飞 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期608-612,共5页
代理模型是多学科设计优化的关键技术之一。本文系统介绍了多项式响应面模型,径向基函数模型和K rig ing模型等3种多学科设计优化中常用的代理模型。通过构造某机翼展向气动载荷分布的代理模型,对这3种模型的效果进行了评估,并对这些代... 代理模型是多学科设计优化的关键技术之一。本文系统介绍了多项式响应面模型,径向基函数模型和K rig ing模型等3种多学科设计优化中常用的代理模型。通过构造某机翼展向气动载荷分布的代理模型,对这3种模型的效果进行了评估,并对这些代理模型的构造方法、基本特性和适用范围进行了分析研究。 展开更多
关键词 多学科设计优化 代理模型 多项式响应面模型 径向基函数模型 KRIGING模型
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