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基于分析与设计序列迭代方法的三维声子晶体拓扑优化及参数分析
1
作者 王燕 朱奕筱 +1 位作者 吴圣川 亢战 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期97-104,共8页
在常规的声子晶体拓扑优化中,内层的多波矢特征值分析和外层的单胞布局设计变量寻优构成双层嵌套问题,两个层次嵌套式迭代求解导致三维拓扑优化设计面临计算量剧增的难题。为提高优化设计的效率,将用于结构固有频率优化问题的分析与设... 在常规的声子晶体拓扑优化中,内层的多波矢特征值分析和外层的单胞布局设计变量寻优构成双层嵌套问题,两个层次嵌套式迭代求解导致三维拓扑优化设计面临计算量剧增的难题。为提高优化设计的效率,将用于结构固有频率优化问题的分析与设计序列迭代的思想拓展至三维声波声子晶体的拓扑优化,通过将内层特征值问题转化为单次逆迭代获得拓扑优化中间结果对应的逐次近似能带结构,并根据优化结果进行参数化建模以研究三维声子晶体拓扑优化解的带隙特性。通过参数化扫掠,给出了不同参数下的相对带隙和带隙上下界。进一步总结了不同参数对声子晶体带隙的影响,为三维声波声子晶体构型设计提供指导。 展开更多
关键词 三维声波声子晶体 拓扑优化 分析与设计序列迭代方法 参数化建模 相对带隙
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基于时域分析的车载高效率LLC变换器优化设计
2
作者 赵永秀 朱治钢 +2 位作者 刘泽伟 王崇杰 雷鸣 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第4期100-111,共12页
传统车载低压LLC变换器采用级联拓扑或交错并联拓扑来提升功率等级,导致效率提升难、输出电流不均等问题。为此,本文提出一种对称式谐振腔的双变压器半桥LLC拓扑结构。深入分析对称式谐振腔工作状态与输入电流纹波,发现对称式谐振腔可... 传统车载低压LLC变换器采用级联拓扑或交错并联拓扑来提升功率等级,导致效率提升难、输出电流不均等问题。为此,本文提出一种对称式谐振腔的双变压器半桥LLC拓扑结构。深入分析对称式谐振腔工作状态与输入电流纹波,发现对称式谐振腔可实时均分谐振电流,使得输入电流纹波减小且连续,缓解汽车电池输出应力。同时,探究本文所提出拓扑励磁电感量对两变压器均流能力与不平衡度的影响,发现当励磁电感量越接近时,两变压器均流能力越好,不平衡度越低。为近一步减小LLC变换器在变频工况下的循环电流时间及提升所提出拓扑效率,本文采用时域分析方法对变换器进行参数优化设计,建立最佳工作模态PO模式下状态时域方程,确定负载约束、系数约束、零电压开关(ZVS)等约束条件,求解最佳谐振参数范围,提升变换器工作效率。实验结果证明了理论分析的正确性与实际应用的可行性。 展开更多
关键词 车载低压LLC变换器 对称式谐振腔 时域分析方法 PO模式 参数优化设计
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基于参数分析与智能优化的导叶式混流泵多工况优化
3
作者 丁征 袁建平 +3 位作者 陈颖俊 戴秋萍 陈松山 王梦成 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第4期348-356,共9页
为进一步研究混流泵的多工况优化,以一中比转数导叶式混流泵叶轮为研究对象,以反问题设计方法为基础,以轮毂及轮缘处载荷控制参数NC_(h),ND_(h),K_(h),NC_(s),ND_(s)和K_(s)为设计参数,以0.8 Q_(des)和1.1 Q_(des)(Q_(des)为设计流量)... 为进一步研究混流泵的多工况优化,以一中比转数导叶式混流泵叶轮为研究对象,以反问题设计方法为基础,以轮毂及轮缘处载荷控制参数NC_(h),ND_(h),K_(h),NC_(s),ND_(s)和K_(s)为设计参数,以0.8 Q_(des)和1.1 Q_(des)(Q_(des)为设计流量)处效率为优化目标,以1.0 Q_(des)处扬程为约束条件,结合正交试验设计、最优拉丁超立方抽样法、径向基神经网络和非支配排序遗传算法,在参数分析的基础上对其开展多工况优化研究.结果表明:参数ND_(h),K_(h),NC_(s),ND_(s)和K_(s)对0.8 Q_(des)和1.1 Q_(des)工况处效率均具有显著影响,在优化设计中应该被重点考虑;轮毂及轮缘处后加载有利于小流量工况下效率的提升,而两者前加载则有利于大流量工况下效率的提升;优化后模型在0.8 Q_(des),1.0 Q_(des)和1.1 Q_(des)处效率分别为82.32%,88.13%和86.50%,较原始模型分别提升了0.73%,0.99%和1.55%.内流分析表明,叶轮进口处二次流的改善及导叶内湍动强度的降低是优化后模型效率提升的根本原因. 展开更多
关键词 导叶式混流泵 数值模拟 反问题设计 参数分析 智能优化
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面向酒盒生产线的多模式码垛机器人构型设计及尺度优化
4
作者 李航 李瑞琴 +2 位作者 张磊 刘娟 程月琳 《包装工程》 北大核心 2025年第3期158-168,共11页
目的针对白酒酒盒生产线后端码垛任务中的单点重复任务及多点灵活任务,提出了一种多模式混联码垛机器人机构。方法对酒盒生产线中常见的码垛模式进行分析,提出了码垛机器人机构的拓扑结构,通过锁定变胞方法实现了机构由2自由度模式向多... 目的针对白酒酒盒生产线后端码垛任务中的单点重复任务及多点灵活任务,提出了一种多模式混联码垛机器人机构。方法对酒盒生产线中常见的码垛模式进行分析,提出了码垛机器人机构的拓扑结构,通过锁定变胞方法实现了机构由2自由度模式向多种不同轨迹的单自由度模式的变换,并对机构的多种模式进行了运动学分析及尺度优化。结果该机构在多种模式下的运动方程均符合码垛机器人实际任务要求,且通过尺度综合优化了机构的结构尺寸。结论设计的多模式混联码垛机器人机构能够适应实际码垛任务中多变的作业轨迹需求,验证了锁定变胞方法在码垛机器人机构设计中的可行性和有效性。 展开更多
关键词 酒盒生产线 码垛机器人 锁定变胞方法 构型设计 尺度优化 运动学分析
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基于层次熵-灰色关联法的驾驶室结构优化
5
作者 汤金帅 刘夫云 +1 位作者 邓聚才 刘凯扬 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第2期303-307,共5页
针对商用车驾驶室结构优化方案配置不合理的问题,将层次分析法、熵值法以及灰色关联分析法应用于车身结构优化领域,提出一种基于层次熵-灰色关联法的驾驶室结构优化方法。首先通过试验验证驾驶室隐式参数化模型精度;其次结合有限元前处... 针对商用车驾驶室结构优化方案配置不合理的问题,将层次分析法、熵值法以及灰色关联分析法应用于车身结构优化领域,提出一种基于层次熵-灰色关联法的驾驶室结构优化方法。首先通过试验验证驾驶室隐式参数化模型精度;其次结合有限元前处理软件以厚度、截面为设计变量进行灵敏度分析、相对灵敏度分析;然后选用最优拉丁超立方法进行试验设计;最后采用粒子群优化算法进行驾驶室结构优化,并利用层次熵—灰色关联分析法合理、有效评价驾驶室结构优化方案。研究结果表明:该方法能够成功筛选出更符合用户偏好的驾驶室结构优化方案。 展开更多
关键词 层次熵 灰色关联法 相对灵敏度分析 试验设计 优化方案
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基于回归分析的飞机航行灯罩注塑工艺参数多目标优化
6
作者 王韬 王博伦 +4 位作者 许雪婷 葛勇 郎建林 孙琦伟 颜悦 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第7期100-107,114,共9页
针对飞机航行灯罩在注射成型过程中产生较大翘曲变形和残余应力,导致产品在二次加工、装配以及使用过程中产生开裂等问题,提出基于回归分析的方法,对灯罩的翘曲变形和残余应力实施多目标优化。选择熔体温度、模具温度、注射时间、注射... 针对飞机航行灯罩在注射成型过程中产生较大翘曲变形和残余应力,导致产品在二次加工、装配以及使用过程中产生开裂等问题,提出基于回归分析的方法,对灯罩的翘曲变形和残余应力实施多目标优化。选择熔体温度、模具温度、注射时间、注射压力、保压时间、保压压力、冷却时间为试验因素,以产品的翘曲变形和残余应力为优化目标,建立7因素21水平均匀设计试验。通过熵权法与改进折中规划法将多目标优化问题转换为综合目标值评价,并建立以综合目标值为响应值的多元回归方程。使用粒子群算法对回归方程进行迭代寻优,求得最小响应值为0.096,对应的最优工艺参数组合为熔体温度306℃、模具温度82℃、注射时间3s、注射压力85MPa、保压时间24s、保压压力138MPa、冷却时间54s。按照最优工艺参数组合对塑件进行模拟,其最大翘曲变形为0.812mm,最大残余应力为1.256MPa,综合目标值为0.103,优化方案的模拟结果与预测值差异较小,表明回归模型预测精度较高。将优化后的工艺参数组合应用于实际试模生产,产品的实测结果与优化模拟趋势一致,满足装配和使用要求。 展开更多
关键词 注塑工艺参数 多元回归分析 均匀试验设计 熵权法 粒子群算法
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基于协同优化的耐压柱壳多学科多目标优化 被引量：3
7
作者 王萌 刘峰 +1 位作者 田震 杨松源 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期62-69,共8页
为提高耐压柱壳的设计效率和结构性能,本文基于多学科设计优化思想,进行了耐压柱壳多学科设计优化的学科分解,确定了耐压柱壳多学科优化设计的设计参数,明确了设计变量间的耦合关系,设计了耐压柱壳参数化分析流程,进行了设计变量灵敏度... 为提高耐压柱壳的设计效率和结构性能,本文基于多学科设计优化思想,进行了耐压柱壳多学科设计优化的学科分解,确定了耐压柱壳多学科优化设计的设计参数,明确了设计变量间的耦合关系,设计了耐压柱壳参数化分析流程,进行了设计变量灵敏度分析。在利用响应面模型建立了具有较高拟合精度耐压柱壳近似模型的基础上,以质量排水量比和极限载荷为目标函数,建立了基于协同优化方法的耐压柱壳多学科多目标优化模型,在确定了系统层和学科层的优化求解方法基础上,设计了基于协同优化的耐压柱壳多学科多目标优化框架,进行了优化的求解工作,得到了优化方案。与初始方案的对比表明:所得到的Pareto解集中,部分方案在2个目标函数上均得到了优化,验证了优化框架的有效性。 展开更多
关键词 耐压柱壳 设计参数 耦合关系 参数化分析流程 近似模型 目标函数 协同优化方法 多学科多目标优化 优化框架
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一种异形支架结构的多目标优化设计方法 被引量：1
8
作者 冯凯 王军 +1 位作者 林君哲 韩清凯 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第1期250-255,共6页
以航空发动机润滑油箱在机匣上安装时所采用的成附件安装结构支架为典型代表,具有复杂结构形式的异形支架,要求具有相对较高的刚度和较轻的质量,为此,建立了综合正交试验方法、有限元分析方法和神经网络拟合方法相结合的一种结构动力学... 以航空发动机润滑油箱在机匣上安装时所采用的成附件安装结构支架为典型代表,具有复杂结构形式的异形支架,要求具有相对较高的刚度和较轻的质量,为此,建立了综合正交试验方法、有限元分析方法和神经网络拟合方法相结合的一种结构动力学特性的优化设计方法,对于具有复杂结构形式的支架结构具有较高的优化设计效率。应用正交试验方法,在支架样件模型的设计变量的可行域内合理地选择零件的解集,使该解集能充分反映优化的目标变量与设计变量之间的关系;使用有限元参数化仿真方法,对选择出的样件模型进行参数化仿真计算,得到解集中每个样件模型对应的优化的目标变量值;基于神经网络拟合方法,基于参数化仿真得到的数据,构建出设计变量与优化目标变量之间的数学模型,并使用多目标优化算法NSGA-Ⅱ进行迭代求解,得到最终优化设计结果;优化样件与初始样件的固有频率相对变化率与仿真计算值基本一致,可以验证支架结构多目标优化设计方法的准确性和有效性。 展开更多
关键词 成附件安装结构 正交试验方法 多目标优化设计 有限元分析
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金属盒盖自动扣合装置的优化设计及试验 被引量：1
9
作者 周可 彭来湖 +1 位作者 徐步都 李明华 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第2期289-301,共13页
金属盒盖包装是现代包装工业的重要组成部分,其仍有较多工序停滞于手工制作阶段,其中包装工序尤为突出。因此,针对当前扣合式金属盒盖包装过程中自动化程度低,以及成品质量参差不齐等问题,设计了一种扣合式金属盒盖自动扣合装置。首先,... 金属盒盖包装是现代包装工业的重要组成部分,其仍有较多工序停滞于手工制作阶段,其中包装工序尤为突出。因此,针对当前扣合式金属盒盖包装过程中自动化程度低,以及成品质量参差不齐等问题,设计了一种扣合式金属盒盖自动扣合装置。首先,对物料输送过程进行了运动学及动力学模型分析,确定了装置的工作参数范围;然后,使用ADAMS与Simulink对物料进行了运动学与动力学仿真,证明了滑道缓冲结构与上部挡板约束位置是送料过程稳定的关键;最后,为了寻求最优工作参数,选取试验因素以及响应值,进行了Box-Behnken试验以及对比试验。研究结果表明:该模型的决定系数分别为0.9892和0.9487,并确定了各因素显著性顺序以及最佳工作参数组合,且实际响应值与预测结果误差均小于5%,满足扣合式合盖装置稳定送料、有效扣合的作业需求。该研究可为后续扣合式合盖装置设计提供理论依据,可为企业提供相应的参考模型。 展开更多
关键词 金属包装 试验设计方法 响应面分析方法 Box-Behnken 优化设计 运动学分析
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不同结构参数对高速开关阀液压力的影响研究 被引量：3
10
作者 赵才虎 陈誉 +2 位作者 朱天龙 孙宝林 张晋 《机电工程》 北大核心 2024年第1期33-42,共10页
因其具有价格低廉、抗污染性强等优点,高速开关阀已被广泛运用到各种车辆的制动系统中,其动态性能直接影响到车辆的制动效果,而阀芯所受的液压力是决定高速开关阀动态特性优劣的关键参数。针对不同参数对高速开关阀液压力的影响,以及实... 因其具有价格低廉、抗污染性强等优点,高速开关阀已被广泛运用到各种车辆的制动系统中,其动态性能直接影响到车辆的制动效果,而阀芯所受的液压力是决定高速开关阀动态特性优劣的关键参数。针对不同参数对高速开关阀液压力的影响,以及实际工程中阀芯液压力难以测量的问题,采用计算流体动力学(CFD)对高速开关阀进行了数值模拟。首先,基于有限体积法(FVM),建立了不同开度、压差、温度、以及结构参数(阀座节流孔直径和锥角)的三维仿真模型;然后,对比不同网格数量的仿真结果,排除了网格数量对于仿真结果的影响,并详细分析了各参数对液压力的影响,得出了高速开关阀液压力与各参数之间的变化规律;最后,采用响应面分析结合遗传算法对开关阀的结构参数进行了优化。研究结果表明:随着阀芯开度的增加,节流区域发生了转变;较大的压差会导致液压力产生较大幅度的变化;相较于高温,低温对液压力有着更加显著的影响;对结构参数进行优化后,最小开度的液压力提高了49.2%,提高了阀控制稳定性,为高速开关阀线性控制设计提供了理论基础。 展开更多
关键词 液压控制阀 阀芯液压力 数值特性 结构优化 计算流体动力学 有限体积法 试验设计 响应面分析
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抓取机械臂的强度分析和优化设计 被引量：4
11
作者 刘志海 田绍鲁 +1 位作者 代振锐 高龙 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第2期214-218,225,共6页
以DOBOT Magician机器人机械臂为研究对象,为降低其质量,减少材料消耗,采用尺寸优化和拓扑优化相结合的方法对其结构的优化设计进行了研究。首先使用建模软件建立三组机器人小臂的参数化模型,将其导入Workbench中进行应力分析和弯曲刚... 以DOBOT Magician机器人机械臂为研究对象,为降低其质量,减少材料消耗,采用尺寸优化和拓扑优化相结合的方法对其结构的优化设计进行了研究。首先使用建模软件建立三组机器人小臂的参数化模型,将其导入Workbench中进行应力分析和弯曲刚度分析,对三组结果进行对比分析确定危险工况。然后以质量、变形和应力为目标参数对危险工况下小臂的参数进行灵敏度分析,得到对目标参数影响最大的参数,并以这些参数为设计变量,采用响应面优化方法和拓扑优化方法对小臂代理模型进行尺寸和结构优化。优化结果表明:在保障精度和强度的前提下,通过对小臂的轻量化设计,使其质量降低了32.8%,最大应力值降低了21.1%,最大变形减小了24.3%,弯曲刚度增加31.8%,成功实现了小臂的轻量化。同时,该研究也为类似的优化设计提供了一种可行的实施方案流程。 展开更多
关键词 轻量化设计 有限元法 灵敏度分析 响应面优化 拓扑优化
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混合动力推进系统与飞机数字化设计现状与展望
12
作者 康乐 冉千禧 +2 位作者 毛军逵 余之圳 韩枫 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期84-100,共17页
本文总结了国内外针对混合动力推进系统及飞机发展专门开发的数字化设计工具,归纳了其相应设计方法及特点。综合来看,为了满足混合动力飞机的设计需求,集成高精度电系统和热能管理系统模型,建立针对性的性能评估体系、飞机与发动机设计... 本文总结了国内外针对混合动力推进系统及飞机发展专门开发的数字化设计工具,归纳了其相应设计方法及特点。综合来看,为了满足混合动力飞机的设计需求,集成高精度电系统和热能管理系统模型,建立针对性的性能评估体系、飞机与发动机设计的数据耦合交互、研究设计与安全性分析相统一的建模方法、基于人工智能方法提高优化设计管理能力是目前面向其特点的关键发展方向,并为其后续的实验验证、适航条例制定等工程应用提供重要的技术支撑和设计依据。 展开更多
关键词 混合动力推进系统设计 混合动力飞机设计 多学科优化设计 混合动力评价体系 综述
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基于自组织映射和K-means聚类的分层设计空间动态缩减方法及其在船型优化中的应用
13
作者 于群 李鹏 +3 位作者 郑强 冯佰威 邱春良 曾大连 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第6期64-73,共10页
[目的]基于CFD的船型优化由于其高维、计算昂贵、“黑盒”等特点,通常会存在优化效率低,优化质量差的问题。针对以上问题,基于自组织映射方法和K-means聚类提出分层设计空间动态缩减方法(HSRM)。[方法]利用K-means聚类算法,对自组织映... [目的]基于CFD的船型优化由于其高维、计算昂贵、“黑盒”等特点,通常会存在优化效率低,优化质量差的问题。针对以上问题,基于自组织映射方法和K-means聚类提出分层设计空间动态缩减方法(HSRM)。[方法]利用K-means聚类算法,对自组织映射方法的可视化结果进行聚类,并提取感兴趣的区域。通过该方式,可在船型优化过程中,对样本仿真数据进行数据挖掘、提取设计知识、指导设计优化,以提高优化质量。最后将该方法应用于7500吨级散货船的船型优化设计过程以验证有效性。[结果]结果表明,利用传统粒子群优化算法(PSO)和HSRM得到的优化船型总阻力分别降低1.854%和2.266%,HSRM能得到更高质量的优化解。[结论]所提出的方法可以指导优化算法向着最优解的方向进行寻优,有效提高优化效率和优化质量。 展开更多
关键词 船舶设计 船型优化 自组织映射 设计空间缩减 聚类分析 分层设计空间动态缩减方法
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约束过滤器与代理模型辅助的粒子群优化方法
14
作者 史人赫 高南南 +2 位作者 龙腾 叶年辉 李昊达 《宇航学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期1857-1870,共14页
针对飞行器等复杂工程系统优化设计面临的计算求解耗时、可行域收敛困难等问题,提出了一种基于约束过滤器的代理模型辅助粒子群优化方法(SAPSO-CF)。该方法结合粒子群优化框架与径向基函数,有效降低了计算成本。提出一种双重过滤采样策... 针对飞行器等复杂工程系统优化设计面临的计算求解耗时、可行域收敛困难等问题,提出了一种基于约束过滤器的代理模型辅助粒子群优化方法(SAPSO-CF)。该方法结合粒子群优化框架与径向基函数,有效降低了计算成本。提出一种双重过滤采样策略,结合基于Kreisselmeier-Steinhauser约束过滤器的全局探索与基于子空间径向基函数的局部搜索,同时改善新增样本的可行性与最优性,引导粒子群优化过程快速收敛。标准数值算例测试结果表明,与GLoSADE、C2oDE方法相比,SAPSO-CF方法在全局收敛性、鲁棒性以及优化效率方面具有优势。采用SAPSO-CF方法求解固体火箭发动机多学科设计优化问题,在满足燃烧室、喷管等学科约束条件下,优化后发动机总冲性能提升了15.3%,且最优性优于GLoSADE方法,验证了SAPSO-CF方法的有效性与工程实用性。 展开更多
关键词 粒子群优化 径向基函数 Kreisselmeier-Steinhauser方程 过滤器方法 多学科设计优化
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并联导弹挂架结构减重优化设计
15
作者 张鹏程 雷征 +3 位作者 赵冠臣 李青松 韩召辉 王延生 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第8期1454-1461,共8页
为实现某新型并联导弹挂架的减重需求,以并联挂架的转接梁为典型对象,利用有限元进行了转接梁的强度分析,确定了最大应力位置和应力分布。通过等效静态载荷法和子模型技术相结合的方式,进行了转接梁子模型的多工况拓扑优化,获取了材料... 为实现某新型并联导弹挂架的减重需求,以并联挂架的转接梁为典型对象,利用有限元进行了转接梁的强度分析,确定了最大应力位置和应力分布。通过等效静态载荷法和子模型技术相结合的方式,进行了转接梁子模型的多工况拓扑优化,获取了材料最佳分布。对几何重建模型进行了尺寸优化,在同时考虑质量、变形和应力的基础上,实现了转接梁结构的详细设计。结果表明,优化后的结构在满足强度条件下,重量减少了43.1%,最大应力下降了13.1%,可为同类产品的减重设计提供参考。 展开更多
关键词 并联导弹挂架 强度分析 等效静载荷法 子模型技术 减重优化设计
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基于小波变换的轴流风扇2阶叶频噪声机理分析及叶型优化方法研究 被引量：2
16
作者 丁超 徐超 李玉乾 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第9期114-120,共7页
为了研究空调室外机轴流风扇2阶叶频噪声产生来源和抑制方法,采用大涡模拟仿真,结合能谱分析和小波分析方法,识别影响2阶叶频噪声的典型流场位置和流动结构,对风扇叶型优化设计方法进行研究和试验验证。结果表明,2阶叶频噪声主要受风扇... 为了研究空调室外机轴流风扇2阶叶频噪声产生来源和抑制方法,采用大涡模拟仿真,结合能谱分析和小波分析方法,识别影响2阶叶频噪声的典型流场位置和流动结构,对风扇叶型优化设计方法进行研究和试验验证。结果表明,2阶叶频噪声主要受风扇与周围部件的间隙及叶尖出口区域流动的影响,通过增加风扇与隔板间隙9 mm,即可降低2阶叶频噪声6 dB;针对风扇的优化设计方法,前加载叶型可显著降低2阶叶频噪声,而通过调整周向积叠线,可将不同叶高区域2阶叶频噪声相位差控制在π/3,从而抑制幅值叠加,实现降低2阶叶频噪声6.7 dB。研究结果可为空调室外机轴流风扇的叶频噪声优化提供技术参考。 展开更多
关键词 轴流风扇 2阶叶频噪声 小波分析 优化设计
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基于非线性加权法的航空发动机总体性能优化设计 被引量：1
17
作者 杨显赵 向鑫 +2 位作者 薛燕 孙禄祥 明新迪 《航空发动机》 北大核心 2024年第6期19-25,共7页
为了解决发动机改型或性能优化时设计者主观性干扰、权重系数难以确定的问题,以燃气涡轮发动机为研究对象,将净推力FN、耗油率sfc和喷管最小截面积A8作为优化目标参数,采用敏感度分析法求解客观权重,并结合熵值法计算得到综合权重,基于... 为了解决发动机改型或性能优化时设计者主观性干扰、权重系数难以确定的问题,以燃气涡轮发动机为研究对象,将净推力FN、耗油率sfc和喷管最小截面积A8作为优化目标参数,采用敏感度分析法求解客观权重,并结合熵值法计算得到综合权重,基于非线性加权法开展总体性能优化的研究。结果表明:S_(FC)、F_(N)、A_(8)的综合权重分别为0.5204、0.26125、0.21835,其中sfc所占的综合权重最大,说明对SFC进行优化能更充分地发挥发动机的性能,同时SFC优化起来相对容易,成本较小。发动机总体性能参数(S_(FC)、F_(N)、A_(8))的设计值分别还有5.32%、0.67%、3.25%的优化空间,说明在推力变化不大的前提下,可以按照大幅降低耗油率,并减小A8的思路来进行优化。优化结果既克服了以往设计者主观因素干扰的缺点,又满足了该发动机的当前部件设计水平和节省优化成本的要求,可为设计者在发动机方案设计阶段进行目标权衡处理提供有效依据。 展开更多
关键词 总体性能设计 航空发动机 多目标优化 熵值法 非线性加权法 敏感度分析法
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基于多学科优化的某乘用车制动盘设计
18
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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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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不确定性分析与稳健设计的研究进展 被引量：36
20
作者 刘德顺 岳文辉 杜小平 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第17期1834-1841,共8页
综合分析了近年来稳健设计的研究成果,重点对不确定性分析、特殊条件的稳健设计、模拟基稳健设计、多学科稳健优化设计和稳健设计应用等方面进行了较系统的归纳和总结,探讨了稳健设计发展规律和有待进一步研究的若干课题。
关键词 不确定性分析 可靠性 稳健设计 多学科设计优化
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