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基于区间模型的机械结构多学科稳健优化设计
被引量：
1
1
作者
陈静
安勇成
+1 位作者
闫昊
王文博
《机械设计与制造》
北大核心
2017年第9期60-64,共5页
考虑设计变量和设计参数的不确定性,提出基于区间模型的机械结构二阶段多学科稳健优化设计方法。第一阶段分析多学科不确定优化三层嵌套循环的优化架构,结合机械结构设计中不确定设计参数的特点,考虑区间扩张,将多学科不确定优化的三层...
考虑设计变量和设计参数的不确定性,提出基于区间模型的机械结构二阶段多学科稳健优化设计方法。第一阶段分析多学科不确定优化三层嵌套循环的优化架构,结合机械结构设计中不确定设计参数的特点,考虑区间扩张,将多学科不确定优化的三层嵌套循环优化架构简化为两层嵌套循环优化架构;第二阶段采用最近值法将连续型变量离散化,得到带有公差的离散型结构尺寸优化结果。工程实例表明,提出的方法有较强的可行性与有效性,具有一定工程实用价值。
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关键词
区间模型
机械结构
公差
多学科稳健优化
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职称材料
飞行器气动稳健优化设计方法研究进展
被引量：
2
2
作者
赵欢
王摄昆
+1 位作者
高正红
黄江涛
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2024年第9期37-69,I0001,36,共35页
随着对现代飞行器性能需求的不断提高,面向工程应用的先进气动外形设计方法要求能兼顾多学科高性能和稳健性,以突破传统设计方法设计的外形稳健性差、难以实现工程应用的难题。针对这一问题,飞行器气动稳健优化设计方法脱颖而出并取得...
随着对现代飞行器性能需求的不断提高,面向工程应用的先进气动外形设计方法要求能兼顾多学科高性能和稳健性,以突破传统设计方法设计的外形稳健性差、难以实现工程应用的难题。针对这一问题,飞行器气动稳健优化设计方法脱颖而出并取得了快速发展,多种高效实用的不确定量化和稳健优化方法被相继提出,成为了满足工程型号气动外形设计要求最有力的手段之一。本文以建立工程实用的高效气动稳健优化设计方法为需求,综述了飞行器气动稳健优化设计相关理论和方法的最新研究进展。首先,系统介绍了飞行器气动稳健优化设计方法的研究现状和最新进展,对不确定建模、不确定量化和稳健优化等关键技术的发展现状进行了详细介绍和讨论;然后,结合当前最受关注的工程应用问题,陈述和讨论了气动稳健优化设计方法在跨声速翼型/机翼、自然层流外形、叶栅/旋翼外形3类典型复杂气动设计问题中的应用效果和进展,同时结合多学科分析与优化设计需要,调研了气动/隐身/声爆/结构多学科稳健优化设计在工程设计问题中的最新进展和发展方向;最后,结合文献综述,讨论了飞行器气动稳健优化设计理论和方法在发展和应用上面临的难题和挑战,并展望了未来研究方向。
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关键词
气动
稳健
优化
设计
不确定建模
不确定量化
多学科稳健优化
稳健
气动外形
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职称材料
基于自适应稀疏多项式混沌的流场/声爆多源不确定量化技术研究
被引量：
2
3
作者
赵欢
黄宇君
邢浩楠
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期2027-2042,共16页
考虑不确定性的飞行器流场/声爆多学科不确定量化和稳健优化设计技术已经成为满足未来环保型超音速民机设计要求最有希望的途径之一.然而传统的飞行器气动不确定量化方法花费巨大,适用范围窄,并遭遇了严重的维数灾难难题,难以满足复杂流...
考虑不确定性的飞行器流场/声爆多学科不确定量化和稳健优化设计技术已经成为满足未来环保型超音速民机设计要求最有希望的途径之一.然而传统的飞行器气动不确定量化方法花费巨大,适用范围窄,并遭遇了严重的维数灾难难题,难以满足复杂流场/声爆多源不确定性量化需求.针对这一难题,文章改进了前期提出的自适应前向−后向选择(AFBS)算法,提出了一种基于全自适应前向−后向选择(FAFBS)的高效稀疏多项式混沌(PC)重构方法.该方法相对于经典的前向选择算法——最小角回归(LAR)和正交匹配追踪(OMP)以及全PC方法,其充分结合了前向选择和后向消除算法的优势,全自适应地选择对近似问题最优的PC项,并剔除掉不重要的PC项,从而避免了拟合噪声的产生,显著加强了PC重构的稀疏性和拟合过程的可靠性.文章使用两个典型复杂应用对该方法的有效性和稳定性进行了全面验证,包括考虑温度、湿度、飞行高度和马赫数不确定的经典音爆多源不确定量化,以及考虑加工误差和飞行状态参数不确定的跨音速翼型复杂流场不确定量化等.结果均显示,基于FAFBS的PC方法获得了最快的误差收敛率以及最小的近似误差,基于LAR的PC方法的收敛率显著慢于基于FAFBS的PC方法,而原始的全PC方法收敛最慢.并相对于直接使用蒙特卡罗模拟方法进行不确定分析,使用基于FAFBS的PC方法在达到相同矩估计准确率时,计算花费减少3个数量级,可完全满足高效飞行器复杂流场/声爆多源不确定量化以及多学科稳健设计需求.
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关键词
稀疏多项式混沌展开
全自适应前向−后向选择
气动不确定量化
音爆不确定量化
多学科稳健优化
设计
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职称材料
题名
基于区间模型的机械结构多学科稳健优化设计
被引量：
1
1
作者
陈静
安勇成
闫昊
王文博
机构
桂林理工大学机械与控制工程学院
出处
《机械设计与制造》
北大核心
2017年第9期60-64,共5页
基金
基金项目:基于C-K理论
NAR和FCA的对象簇创新设计技术研究(51365010)
文摘
考虑设计变量和设计参数的不确定性,提出基于区间模型的机械结构二阶段多学科稳健优化设计方法。第一阶段分析多学科不确定优化三层嵌套循环的优化架构,结合机械结构设计中不确定设计参数的特点,考虑区间扩张,将多学科不确定优化的三层嵌套循环优化架构简化为两层嵌套循环优化架构;第二阶段采用最近值法将连续型变量离散化,得到带有公差的离散型结构尺寸优化结果。工程实例表明,提出的方法有较强的可行性与有效性,具有一定工程实用价值。
关键词
区间模型
机械结构
公差
多学科稳健优化
Keywords
Interval Model
Mechanical Structure
Tolerance
Robust Optimization
分类号
TH16 [机械工程—机械制造及自动化]
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
飞行器气动稳健优化设计方法研究进展
被引量：
2
2
作者
赵欢
王摄昆
高正红
黄江涛
机构
西北工业大学航空学院
中国空气动力研究与发展中心
出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2024年第9期37-69,I0001,36,共35页
基金
国家自然科学基金(12102489)
旋翼专项(XYZX010102)。
文摘
随着对现代飞行器性能需求的不断提高,面向工程应用的先进气动外形设计方法要求能兼顾多学科高性能和稳健性,以突破传统设计方法设计的外形稳健性差、难以实现工程应用的难题。针对这一问题,飞行器气动稳健优化设计方法脱颖而出并取得了快速发展,多种高效实用的不确定量化和稳健优化方法被相继提出,成为了满足工程型号气动外形设计要求最有力的手段之一。本文以建立工程实用的高效气动稳健优化设计方法为需求,综述了飞行器气动稳健优化设计相关理论和方法的最新研究进展。首先,系统介绍了飞行器气动稳健优化设计方法的研究现状和最新进展,对不确定建模、不确定量化和稳健优化等关键技术的发展现状进行了详细介绍和讨论;然后,结合当前最受关注的工程应用问题,陈述和讨论了气动稳健优化设计方法在跨声速翼型/机翼、自然层流外形、叶栅/旋翼外形3类典型复杂气动设计问题中的应用效果和进展,同时结合多学科分析与优化设计需要,调研了气动/隐身/声爆/结构多学科稳健优化设计在工程设计问题中的最新进展和发展方向;最后,结合文献综述,讨论了飞行器气动稳健优化设计理论和方法在发展和应用上面临的难题和挑战,并展望了未来研究方向。
关键词
气动
稳健
优化
设计
不确定建模
不确定量化
多学科稳健优化
稳健
气动外形
Keywords
aerodynamic robust design optimization(RADO)
uncertainty modelling
uncertainty quantification(UQ)
multidisciplinary robust optimization
robust aerodynamic configuration
分类号
V211.1 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
基于自适应稀疏多项式混沌的流场/声爆多源不确定量化技术研究
被引量：
2
3
作者
赵欢
黄宇君
邢浩楠
机构
西北工业大学航空学院
中山大学航空航天学院
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期2027-2042,共16页
基金
国家自然科学基金(12102489)
陆航旋翼专项课题(XYZX010102)资助项目.
文摘
考虑不确定性的飞行器流场/声爆多学科不确定量化和稳健优化设计技术已经成为满足未来环保型超音速民机设计要求最有希望的途径之一.然而传统的飞行器气动不确定量化方法花费巨大,适用范围窄,并遭遇了严重的维数灾难难题,难以满足复杂流场/声爆多源不确定性量化需求.针对这一难题,文章改进了前期提出的自适应前向−后向选择(AFBS)算法,提出了一种基于全自适应前向−后向选择(FAFBS)的高效稀疏多项式混沌(PC)重构方法.该方法相对于经典的前向选择算法——最小角回归(LAR)和正交匹配追踪(OMP)以及全PC方法,其充分结合了前向选择和后向消除算法的优势,全自适应地选择对近似问题最优的PC项,并剔除掉不重要的PC项,从而避免了拟合噪声的产生,显著加强了PC重构的稀疏性和拟合过程的可靠性.文章使用两个典型复杂应用对该方法的有效性和稳定性进行了全面验证,包括考虑温度、湿度、飞行高度和马赫数不确定的经典音爆多源不确定量化,以及考虑加工误差和飞行状态参数不确定的跨音速翼型复杂流场不确定量化等.结果均显示,基于FAFBS的PC方法获得了最快的误差收敛率以及最小的近似误差,基于LAR的PC方法的收敛率显著慢于基于FAFBS的PC方法,而原始的全PC方法收敛最慢.并相对于直接使用蒙特卡罗模拟方法进行不确定分析,使用基于FAFBS的PC方法在达到相同矩估计准确率时,计算花费减少3个数量级,可完全满足高效飞行器复杂流场/声爆多源不确定量化以及多学科稳健设计需求.
关键词
稀疏多项式混沌展开
全自适应前向−后向选择
气动不确定量化
音爆不确定量化
多学科稳健优化
设计
Keywords
sparse polynomial chaos expansion
fully adaptive forward-backward selection
aerodynamic uncertainty quantification
sonic boom uncertainty quantification
multidisciplinary robust design optimization
分类号
V211.1 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
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作者
出处
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被引量
操作
1
基于区间模型的机械结构多学科稳健优化设计
陈静
安勇成
闫昊
王文博
《机械设计与制造》
北大核心
2017
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
飞行器气动稳健优化设计方法研究进展
赵欢
王摄昆
高正红
黄江涛
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于自适应稀疏多项式混沌的流场/声爆多源不确定量化技术研究
赵欢
黄宇君
邢浩楠
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
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