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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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基于可靠性的人字槽轴承多学科设计优化
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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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多学科设计优化方法在水下无人航行器中应用 被引量:4
3
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
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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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多学科设计优化算法比较及其在船舶和海洋平台设计上的应用 被引量:10
5
作者 姜哲 崔维成 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第1期150-160,共11页
多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,简称MDO)是一种通过充分探索和利用系统中的相互作用的协同机制来设计复杂系统工程和子系统的方法论。多学科设计优化算法是其核心部分,也是研究最活跃的领域。文中首先介绍了MD... 多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,简称MDO)是一种通过充分探索和利用系统中的相互作用的协同机制来设计复杂系统工程和子系统的方法论。多学科设计优化算法是其核心部分,也是研究最活跃的领域。文中首先介绍了MDO算法的定义、分类和发展,然后从算法的来源和目的、优化过程、优缺点、改进方法和应用情况等五个方面对四种基于分解技术的MDO算法进行了综述,进而对比了这四种算法的异同点。最后,针对船舶和海洋平台设计的具体特点,归纳了适合于船舶或海洋平台多学科设计优化的MDO算法所需要具备的特征,并建议使用基于近似模型的协同优化算法或BLISS 2000算法进行船舶和海洋平台的多学科设计优化。 展开更多
关键词 多学科设计优化 多学科设计优化算法 船舶和海洋平台设计 基于近似模型的协同优化算法 BLISS 2000算法
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多学科设计优化算法研究综述 被引量:3
6
作者 杨磊 韦喜忠 +1 位作者 赵峰 李胜忠 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第2期1-5,47,共6页
随着多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)技术的发展,它将成为优化设计的大趋势。为了能够更好地运用MDO来解决船舶设计优化问题,本文对近年来发展的MDO算法进行系统梳理和分类,对发展已较成熟的几种算法进行简... 随着多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)技术的发展,它将成为优化设计的大趋势。为了能够更好地运用MDO来解决船舶设计优化问题,本文对近年来发展的MDO算法进行系统梳理和分类,对发展已较成熟的几种算法进行简要介绍,对新发展的几种特殊算法应用环境、性能特点进行重点介绍;最后,对MDO算法研究存在的不足和今后发展趋势提出了若干建议。 展开更多
关键词 多学科设计优化 多学科设计优化算法 算法分类
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多学科设计优化中常用代理模型的研究 被引量:160
7
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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基于全参数化模型的白车身多学科设计优化 被引量:28
8
作者 史国宏 陈勇 +2 位作者 姜欣 江峰 杨雨泽 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期928-931,946,共5页
在某车型前期开发中,引入"分析驱动设计"的理念,建立了隐式全参数化白车身模型,并根据整车的空间布置,设定了车身架构关键参数的有效变化范围;通过试验设计建立近似模型,分析了白车身架构关键参数对刚度、模态和被动安全性的... 在某车型前期开发中,引入"分析驱动设计"的理念,建立了隐式全参数化白车身模型,并根据整车的空间布置,设定了车身架构关键参数的有效变化范围;通过试验设计建立近似模型,分析了白车身架构关键参数对刚度、模态和被动安全性的影响;最后进行整车优化,获得了满足刚度、模态和被动安全性能等多学科性能要求的前期白车身架构。 展开更多
关键词 白车身 隐式参数化模型 多学科设计优化 刚度 模态 被动安全性
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多学科设计优化在整车轻量化设计中的应用研究 被引量:47
9
作者 张勇 李光耀 +1 位作者 孙光永 韩旭 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期877-881,共5页
采用最优拉丁方试验设计方法进行样本数据设计,同时,为了提高计算效率,采用了一种新型的响应面构建方法——逐步回归响应面方法构建了整车耐撞性与白车身自由模态多学科系统的近似模型,利用序列二次规划优化方法对此近似模型进行优化,... 采用最优拉丁方试验设计方法进行样本数据设计,同时,为了提高计算效率,采用了一种新型的响应面构建方法——逐步回归响应面方法构建了整车耐撞性与白车身自由模态多学科系统的近似模型,利用序列二次规划优化方法对此近似模型进行优化,避免了整车碰撞传统优化设计方法计算量大,在碰撞非线性系统优化中常常易导致收敛缓慢甚至不收敛的缺点,在满足了CMVDR294安全法规的同时,使得白车身的扭转模态值得到提高,汽车重量得到较大程度的减轻。 展开更多
关键词 多学科设计优化 逐步回归响应面 轻量化 最优拉丁方
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关于多学科设计优化计算框架的探讨 被引量:37
10
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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基于多学科设计优化技术的导弹方案设计 被引量:8
11
作者 龚春林 谷良贤 +2 位作者 孙建勋 陈建江 于红艳 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期842-848,共7页
多学科设计优化技术当前主要作为传统设计过程的补充,存在较大的局限性。为此,在导弹方案设计全过程引入了多学科并行设计思想,建立了包含两阶段的多学科设计优化流程,在多学科设计阶段形成基准方案,在多学科优化阶段完成基准方案的可... 多学科设计优化技术当前主要作为传统设计过程的补充,存在较大的局限性。为此,在导弹方案设计全过程引入了多学科并行设计思想,建立了包含两阶段的多学科设计优化流程,在多学科设计阶段形成基准方案,在多学科优化阶段完成基准方案的可行化与最佳化。建立了支持两个设计阶段的五种模型,并分析了基于这些模型描述多学科设计和多学科优化问题的方法。根据所研究的设计流程和建模方法,提出了建立四层体系结构的总体设计软件框架的思想。最后,在VisualC++开发环境下,开发了面向导弹总体设计的多学科设计优化原型系统。 展开更多
关键词 多学科设计优化 导弹 方案设计 设计流程 建模
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多级固体运载火箭分级多学科设计优化 被引量:11
12
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
13
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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汽车车身耐撞性与NVH多学科设计优化研究 被引量:19
14
作者 张勇 李光耀 孙光永 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第14期1760-1763,共4页
将多学科设计优化运用在汽车车身耐撞性研究中,通过拉丁方试验设计获取采样数据点,同时,为了提高了计算效率,构建了考虑整车正撞安全性和白车身扭转模态优化设计的多学科系统的响应面近似模型,然后运用序列响应面方法结合多学科可行性... 将多学科设计优化运用在汽车车身耐撞性研究中,通过拉丁方试验设计获取采样数据点,同时,为了提高了计算效率,构建了考虑整车正撞安全性和白车身扭转模态优化设计的多学科系统的响应面近似模型,然后运用序列响应面方法结合多学科可行性方法对近似模型进行优化。避免了传统整车耐撞性和白车身NVH相结合的多学科优化设计方法计算量大,且在碰撞非线性系统优化中常常易导致收敛缓慢甚至不收敛的缺点。在较好地满足CMVDR294安全法规的同时,使得白车身的扭转模态值得到提高,在一定程度上改善了汽车的安全性、舒适性和平顺性。 展开更多
关键词 多学科设计优化 NVH 近似模型 拉丁方试验设计
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多学科设计优化研究进展 被引量:21
15
作者 王奕首 史彦军 滕弘飞 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期751-756,共6页
多学科设计优化是一种基于学科分析和优化的集成的系统设计方法论,是解决航天器设计等复杂工程系统问题的有效手段。综述了多学科设计优化的研究进展及其在航天器设计中的应用。重点介绍了系统数学建模、分解与组织技术及多学科设计优... 多学科设计优化是一种基于学科分析和优化的集成的系统设计方法论,是解决航天器设计等复杂工程系统问题的有效手段。综述了多学科设计优化的研究进展及其在航天器设计中的应用。重点介绍了系统数学建模、分解与组织技术及多学科设计优化算法等关键技术,讨论了多学科设计优化目前存在的问题和发展趋势。 展开更多
关键词 多学科设计优化 关键技术 复杂工程系统 航天器设计
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飞行器多学科设计优化软件系统 被引量:15
16
作者 王书河 何麟书 张玉珠 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期51-55,共5页
为解决飞行器总体设计的难点 ,介绍了可用于飞行器多学科设计优化的软件 .该软件利用“松耦合”方式 ,以SQLServer 2 0 0 0为数据库管理系统(DBMS) ,与各学科分析程序相结合 .阐述了该系统的功能和软件结构、软件流程、主要模块 .为解... 为解决飞行器总体设计的难点 ,介绍了可用于飞行器多学科设计优化的软件 .该软件利用“松耦合”方式 ,以SQLServer 2 0 0 0为数据库管理系统(DBMS) ,与各学科分析程序相结合 .阐述了该系统的功能和软件结构、软件流程、主要模块 .为解决关键技术 ,提出圆环图处理总体与各学科的关系 ,利用模糊理论进行非数值型变量的转化 ,提出无量纲化多目标法进行多目标综合处理 ,构建单一数据库进行数据管理 ,采用三个数据文件作为程序接口 .总结了软件的特点 . 展开更多
关键词 飞行器 数据管理 多学科设计优化 软件 非数值型变量
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航空发动机多学科设计优化技术研究 被引量:15
17
作者 尹泽勇 米栋 +3 位作者 吴立强 肖根升 刘飞春 李立君 《中国工程科学》 2007年第6期1-10,共10页
多学科设计优化(MDO)是为实现复杂产品设计方法升级换代的最佳技术途径。针对先进航空发动机设计面临的各学科间耦合关系复杂、指标冲突严重等困难,按零件、部件和总体方案设计3个阶段对MDO的各项关键技术开展了研究、开发及应用工作,... 多学科设计优化(MDO)是为实现复杂产品设计方法升级换代的最佳技术途径。针对先进航空发动机设计面临的各学科间耦合关系复杂、指标冲突严重等困难,按零件、部件和总体方案设计3个阶段对MDO的各项关键技术开展了研究、开发及应用工作,提出了基于MDO技术的航空发动机一体化设计方法。给出的5个工程应用实例表明,该方法与传统设计方法相比,能大幅提高航空发动机设计水平,具有广泛的工程应用前景。 展开更多
关键词 航空发动机设计 多学科设计优化 零件级优化 部件级优化 总体优化
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复杂机械产品虚拟样机多学科设计优化研究 被引量:12
18
作者 吴宝贵 黄洪钟 张旭 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2006年第11期1729-1735,共7页
为了以尽可能高的效率求得复杂机械产品虚拟样机尽可能优的设计方案,提出了一种将多学科设计优化方法与计算机仿真分析相结合的虚拟样机优化设计模式。通过将多学科设计优化方法应用于虚拟样机的并行设计过程,构建了虚拟样机的多学科设... 为了以尽可能高的效率求得复杂机械产品虚拟样机尽可能优的设计方案,提出了一种将多学科设计优化方法与计算机仿真分析相结合的虚拟样机优化设计模式。通过将多学科设计优化方法应用于虚拟样机的并行设计过程,构建了虚拟样机的多学科设计优化集成平台,由多学科优化来驱动设计分析进程,形成虚拟样机集成的闭环自动迭代优化设计过程。针对汽车设计,给出了虚拟样机多学科设计优化的集成分析流程,同时利用虚拟样机的动态特性显示,直观地表现出复杂产品多学科设计优化过程中设计方案的变化。 展开更多
关键词 复杂机械产品 虚拟样机 并行设计 多学科设计优化 集成平台 汽车设计
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几种新型多学科设计优化算法及比较 被引量:12
19
作者 刘克龙 姚卫星 余雄庆 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期209-216,共8页
归纳和评述了二级集成系统综合法、分级目标传递法和子空间自主式优化方法3类基于系统分解的新算法及其改进算法,阐述了3种算法的基本思想、结构体系及其特点,讨论了它们对优化对象的适应性,并从分解标准、级数、收敛性和代理模型等方... 归纳和评述了二级集成系统综合法、分级目标传递法和子空间自主式优化方法3类基于系统分解的新算法及其改进算法,阐述了3种算法的基本思想、结构体系及其特点,讨论了它们对优化对象的适应性,并从分解标准、级数、收敛性和代理模型等方面对它们进行了比较。 展开更多
关键词 优化 多学科设计优化 复杂系统 飞行器设计
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基于多学科设计优化的共轨管设计优化 被引量:8
20
作者 裴海灵 周乃君 +1 位作者 杨南 胡钟林 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期234-239,共6页
基于多学科设计优化方法,以某型高压共轨柴油机匹配的共轨管容积最佳、压力波动最小、质量最小和进油口位置最佳为目标函数建立共轨管多学科设计优化体系,并在充分考虑各学科间耦合作用的基础上,采用模拟退火算法对多学科设计优化模型... 基于多学科设计优化方法,以某型高压共轨柴油机匹配的共轨管容积最佳、压力波动最小、质量最小和进油口位置最佳为目标函数建立共轨管多学科设计优化体系,并在充分考虑各学科间耦合作用的基础上,采用模拟退火算法对多学科设计优化模型进行优化求解。研究结果表明:共轨管的容积由原设计值21.991 cm3减少到21.756 cm3,减小了1.07%;总质量由1.250 kg减少到1.165 kg,减小了6.8%;压力波动幅度由6 MPa降低至5 MPa,降幅为16.7%;优化后共轨管的整体性能得到提高,能够满足高压共轨燃油喷射系统的要求。 展开更多
关键词 高压共轨 柴油机 共轨管 多学科设计优化
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