改进多子群合作的约束多目标粒子群优化算法

1

作者 周茹平 李雪英 刘耿耿 《小型微型计算机系统》 北大核心 2025年第10期2374-2383,共10页

为解决约束多目标优化问题中约束性、收敛性与多样性之间的矛盾,本文提出一种改进多子群合作的约束多目标粒子群优化算法.算法将种群划分为一个主群和多个子群,主群专注于探索可行域,子群关注解空间探索而不考虑约束条件,以此有效平衡三... 为解决约束多目标优化问题中约束性、收敛性与多样性之间的矛盾,本文提出一种改进多子群合作的约束多目标粒子群优化算法.算法将种群划分为一个主群和多个子群,主群专注于探索可行域,子群关注解空间探索而不考虑约束条件,以此有效平衡三者.针对子群,设计循环动态重组策略,定期重组子群,提升多样性.针对主群,设计动态抖动更新策略,通过加入抖动项,有助于跳出局部最优;设计分布多元化增强策略,利用权重向量选择后代种群,确保解集的均匀分布;设计渐进式限域策略,随着迭代收缩探索空间,保证约束性与收敛性.实验结果显示,对比同类算法,该算法在14个测试用例中表现最佳,并在其中10个用例中取得最优结果. 展开更多

关键词 多子群合作 约束多目标优化问题 渐进式限域 循环动态重构 抖动更新

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基于流场诊断技术的排污泵性能优化设计

2

作者 陈丽 尤保健 《绿色科技》 2025年第14期265-269,共5页

为了优化叶片式排污泵叶轮,对原始叶轮的内流场进行了CFD数值模拟计算,并运用边界涡量动力学理论进行了流场诊断,分析了叶轮壁面的BVF分布规律、摩擦力线和涡量线的分布特征,捕捉了叶轮内流场流动不良位置和特征。在此基础上对叶轮进行... 为了优化叶片式排污泵叶轮,对原始叶轮的内流场进行了CFD数值模拟计算,并运用边界涡量动力学理论进行了流场诊断,分析了叶轮壁面的BVF分布规律、摩擦力线和涡量线的分布特征,捕捉了叶轮内流场流动不良位置和特征。在此基础上对叶轮进行了优化设计,并进行了内流诊断分析。优化效果:优化后的叶轮壁面的BVF峰值和均值均降低,均匀性指数接近于1,壁面摩擦力线分布更加均匀,涡量线曲率降低,流动分离得到有效抑制。通过样机测试,优化后的泵效率提升了11.09%,扬程满足设计要求。结果表明:基于CFD的流场诊断技术在水力模型开发及优化工作中具有有效性和可靠性。 展开更多

关键词 排污泵 水力优化 边界涡量动力学 计算流体力学

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分级优化用于边值固定的化工动态优化问题 被引量：11

3

作者 张兵 陈德钊 吴晓华 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期1276-1280,共5页

针对边值固定的化工动态优化问题,提出了分级优化策略,包括约束优先与目标优先两种方案,它们的基本思想是将原问题转化为一系列的边值无约束问题,采用目前成熟的优化算法加以集成即可实现.对于控制变量受箱型约束的问题,采用三角函数转... 针对边值固定的化工动态优化问题,提出了分级优化策略,包括约束优先与目标优先两种方案,它们的基本思想是将原问题转化为一系列的边值无约束问题,采用目前成熟的优化算法加以集成即可实现.对于控制变量受箱型约束的问题,采用三角函数转换将其转化为控制无约束问题.分级优化策略避免了罚函数策略的缺陷.实例研究显示了分级优化策略能以足够的精度满足边值约束,三角函数转换法是可行的. 展开更多

关键词 动态优化 边值固定 罚函数 分级优化

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一种基于动态边界的粒子群优化算法 被引量：11

4

作者 李迎秋 迟玉红 温涛 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期865-870,共6页

2007年提出的标准粒子群优化算法(PSO-2007)在进化的后期容易出现停滞现象而导致早熟收敛,为此本文提出了一种基于动态边界的粒子群优化算法(DBPSO).该算法根据停滞期粒子运动的特点,将边界动态调整策略引入到PSO-2007中,通过跟踪粒子... 2007年提出的标准粒子群优化算法(PSO-2007)在进化的后期容易出现停滞现象而导致早熟收敛,为此本文提出了一种基于动态边界的粒子群优化算法(DBPSO).该算法根据停滞期粒子运动的特点,将边界动态调整策略引入到PSO-2007中,通过跟踪粒子飞行位置的分布动态调整搜索空间的边界,引导粒子在更有效的区域内进行搜索,从而减轻早熟收敛,提高收敛精度.典型测试函数的求解实验结果表明DBPSO是可行而有效的. 展开更多

关键词 粒子群优化 停滞现象 早熟收敛 动态边界

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含风电场和抽水蓄能电站的多目标安全约束动态优化调度 被引量：58

5

作者 黄庶 林舜江 刘明波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期112-121,共10页

建立含风电场和抽水蓄能电站的电力系统动态优化调度模型,以总燃料耗量、污染气体排放量和购电费用最小为目标,并考虑基态和N-1条件下的网络安全约束和抽水蓄能机组的运行调度约束。引入满足互补条件的两个连续变量发电功率和抽水功率... 建立含风电场和抽水蓄能电站的电力系统动态优化调度模型,以总燃料耗量、污染气体排放量和购电费用最小为目标,并考虑基态和N-1条件下的网络安全约束和抽水蓄能机组的运行调度约束。引入满足互补条件的两个连续变量发电功率和抽水功率来描述抽水蓄能机组的运行特性,避免引入离散变量,并通过对抽水蓄能机组各个时段的工况约束的累加来减少不等式约束个数。并采用"校验—添加—再校验—再添加"的思想处理N-1安全约束,提高了求解效率。采用法线边界交叉法(normal boundary intersection,NBI)和内点法求解多目标优化问题获得均匀分布的Pareto最优解集。某省级167机2299节点系统的计算结果表明,所提出的方法能够综合考虑发电计划在安全性、经济性和环保性之间的最优折中,并发挥抽水蓄能电站削峰填谷和应对风电场出力随机性的作用。 展开更多

关键词 动态优化调度 风电接入 抽水蓄能电站 N-1故障 多目标优化 法线边界交叉法

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基于拓扑优化的结构动力学边界条件优化设计 被引量：9

6

作者 王庆 徐斌 何佳琦 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2012年第11期1845-1850,共6页

对于处于恶劣振动环境中的工程结构,为了控制结构振动水平,需要准确地分析、预测结构的动力学特性,对结构进行动态设计。进行环境振动试验,需要试验夹具能够反映或模拟实际结构的动力学边界条件,是一个结构动力学边界设计问题。针对结... 对于处于恶劣振动环境中的工程结构,为了控制结构振动水平,需要准确地分析、预测结构的动力学特性,对结构进行动态设计。进行环境振动试验,需要试验夹具能够反映或模拟实际结构的动力学边界条件,是一个结构动力学边界设计问题。针对结构边界的动力学设计,开展在固有频率和振型要求下的结构边界动力学拓扑优化研究。数值算例采用的原型结构是一机翼刚架模型,通过对边界板进行拓扑优化,采用遗传算法来实现其优化过程。结果表明:基于结构的拓扑优化来模拟动力学边界条件是可行的。 展开更多

关键词 动力学边界 拓扑优化 遗传算法

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机械结构边界条件动态设计方法研究 被引量：10

7

作者 刘继承 周传荣 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期46-49,共4页

仅通过边界条件的动态设计而不改变结构的内部参数 ,在一定条件下 ,使结构满足给定的多阶固有频率与振型的要求 .通过边界参数的改变量 ,建立了边界条件改变前后 2个系统之间的关系 ,并将上述关系由物理坐标转换至模态坐标 ,得到结构在... 仅通过边界条件的动态设计而不改变结构的内部参数 ,在一定条件下 ,使结构满足给定的多阶固有频率与振型的要求 .通过边界参数的改变量 ,建立了边界条件改变前后 2个系统之间的关系 ,并将上述关系由物理坐标转换至模态坐标 ,得到结构在新的边界条件下的特征方程 .在此基础上 ,采用逐步二次规划法 ,对边界参数进行了优化求解 .此外 ,研究了模态截尾对算法的影响以及补偿方法 .本文方法具有精度高、物理概念清晰。 展开更多

关键词 边界约束 动态特性 模态截断 优化

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大电网多目标动态优化调度的解耦算法及并行计算 被引量：10

8

作者 杨柳青 林舜江 刘明波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期177-186,共10页

针对风电规模化接入,兼顾发电总燃料耗量、污染气体排放量和购电费用最小的大电网多目标动态优化调度模型,提出基于法线边界交叉(NBI)法和原对偶内点法的多目标解耦算法及并行计算。该算法首先根据NBI法的基本原理将多目标优化问题转换... 针对风电规模化接入,兼顾发电总燃料耗量、污染气体排放量和购电费用最小的大电网多目标动态优化调度模型,提出基于法线边界交叉(NBI)法和原对偶内点法的多目标解耦算法及并行计算。该算法首先根据NBI法的基本原理将多目标优化问题转换为一系列单目标优化问题,再根据内点法求解这类单目标优化问题时形成的修正方程系数矩阵的特殊结构,对修正方程进行解耦降阶处理,实现静态变量和动态变量的解耦分离,最后借助Matlab并行计算平台实现并行计算,快速有效地得到一系列均匀分布的Pareto最优解,为运行人员提供决策指导。在某省级电力系统上的计算结果表明,所提算法能够快速、有效地获取多目标动态优化调度问题的Pareto最优解集,具有很好的实用价值。 展开更多

关键词 动态优化调度 多目标 法线边界交叉法 内点法 解耦 并行计算

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双流道泵叶轮边界涡量流分析与水力优化 被引量：4

9

作者 赵斌娟 赵尤飞 +2 位作者 仇晶 张成虎 陈汇龙 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期85-90,共6页

为优化双流道泵叶轮,对原始泵的内流场进行数值模拟,引入边界涡量动力学理论进行流动诊断,分析了叶轮表面的边界涡量流(BVF)、摩擦力线以及涡量线的分布规律,找到了叶轮内产生不良流动的位置及其动力学根源。根据流动诊断结果,有针对性... 为优化双流道泵叶轮,对原始泵的内流场进行数值模拟,引入边界涡量动力学理论进行流动诊断,分析了叶轮表面的边界涡量流(BVF)、摩擦力线以及涡量线的分布规律,找到了叶轮内产生不良流动的位置及其动力学根源。根据流动诊断结果,有针对性地调整影响双流道泵叶轮内流状态的结构参数,得到优化后的双流道泵叶轮。联合CFD计算和边界涡量动力学流动诊断方法,对比分析了优化前后的双流道泵叶轮,结果表明:优化后叶轮表面的BVF、摩擦力线以及涡线分布得到明显改善,BVF峰值和均值均显著降低,均匀性指数更接近于1,流动分离被抑制,叶轮受力状况得到改善,扬程和效率等水力性能明显提高。研究结果证明了基于边界涡量动力学理论的流动诊断和优化方法在流道式叶轮机械中应用的可行性。 展开更多

关键词 双流道泵叶轮 内流诊断 水力优化 边界涡量动力学

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基于发动机运行区域动态边界优化的混合动力客车能量管理策略研究 被引量：5

10

作者 张文学 张幽彤 秦靖 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期1058-1064,共7页

针对插电式单轴并联天然气发动机-电机混合动力城市客车开发了整车控制系统和能量管理策略,完成了系统硬、软件设计并进行了试验验证。其中能量管理策略的开发是基于电池荷电状态和发动机最高效率区动态边界优化,即引入空间轨迹优化算... 针对插电式单轴并联天然气发动机-电机混合动力城市客车开发了整车控制系统和能量管理策略,完成了系统硬、软件设计并进行了试验验证。其中能量管理策略的开发是基于电池荷电状态和发动机最高效率区动态边界优化,即引入空间轨迹优化算法实时优化发动机高效运行的边界参数,以保证发动机能在所需模式和电池允许的SOC下尽可能运行于高效区域。在道路试验中,该策略能够使车辆在多种工作模式之间稳定可靠运行和切换,结果表明,搭载该整车控制系统的混合动力城市客车与同类型传统客车相比,0-50km/h的加速时间缩短15.8%,燃料消耗降低26.9%。 展开更多

关键词 插电式并联混合动力车 发动机 能量管理策略 动态边界 轨迹优化

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考虑风电接入的大型电力系统多目标动态优化调度 被引量：56

11

作者 杨柳青 林舜江 +1 位作者 刘明波 李清 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期286-295,共10页

针对风电接入的大型电力系统,提出了以发电总燃料耗量、污染气体排放量和购电费用最小为目标的多目标动态优化调度模型,并考虑了抽水蓄能机组的实际运行特性对优化调度的影响。采用法线边界交叉法将多目标优化问题转换为一系列单目标问... 针对风电接入的大型电力系统,提出了以发电总燃料耗量、污染气体排放量和购电费用最小为目标的多目标动态优化调度模型,并考虑了抽水蓄能机组的实际运行特性对优化调度的影响。采用法线边界交叉法将多目标优化问题转换为一系列单目标问题,并采用原对偶内点法求解,从而获得均匀分布的帕累托最优解。根据熵权双基点法决策出折中最优解,为运行人员提供决策指导。在某省级电力系统上的计算结果表明,法线边界交叉法和熵权双基点法的结合能够快速、有效地求解电力系统多目标动态优化调度问题。 展开更多

关键词 大型电力系统 动态优化调度 风电接入 多目标 法线边界交叉法 熵权双基点法

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一种满足结构动态特性要求的支持元件设计方法 被引量：2

12

作者 向锦武 周传荣 +2 位作者 成志清 欧阳旭坡 李建华 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 1994年第5期594-601,共8页

对支持元件在结构动态特性设计中的重要性作了深入分析，提出了一种利用给定的固有频率、非完全的振型数据设计支持元件，使结构系统满足动态特性要求的支持元件设计方法。文中将支持元件的质量、刚度矩阵表示成设计变量的函数，根据要... 对支持元件在结构动态特性设计中的重要性作了深入分析，提出了一种利用给定的固有频率、非完全的振型数据设计支持元件，使结构系统满足动态特性要求的支持元件设计方法。文中将支持元件的质量、刚度矩阵表示成设计变量的函数，根据要求的固有频率，已知支持情况的结构有限元模型，用简单的插值法获得了支持元件设计变量的初值；再设计过程中，为了避免振型数据不全的矛盾，采用聚缩模型的形式依据正交条件构造误差函数，用约束变尺度优化方法获得支持元件的最终设计结果。误差函数的梯度用差分法计算。最后详细给出了该方法在某型飞机机翼颤振吹风模型支持元件设计时实际应用的全过程，结果表明效果良好。 展开更多

关键词 边界条件 动态特性 颤振模型 飞机 结构振动

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约束优化理论和动力松弛技术在张拉整体结构找形分析中的联合应用 被引量：5

13

作者 张沛 冯健 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期82-92,共11页

在诸多具有代表性的张拉整体结构找形方法中,一个有效的思路是将其归结为约束优化问题,从而运用非线性规划的方法进行求解。文中首先证明了约束优化问题的最优性条件与张拉整体结构平衡方程的等价性。随后,在优化模型的求解问题上,利用... 在诸多具有代表性的张拉整体结构找形方法中,一个有效的思路是将其归结为约束优化问题,从而运用非线性规划的方法进行求解。文中首先证明了约束优化问题的最优性条件与张拉整体结构平衡方程的等价性。随后,在优化模型的求解问题上,利用目标函数的梯度向量即为节点不平衡力这一重要关系,在梯度法的基础上引入动力松弛思想,让非平衡形态下的质点系在不平衡力的作用下开始运动,并通过"运动阻尼"使结构收敛至平衡位形。计算实践表明,引入动力松弛技术可确保迭代点在无需步长调整的情况下稳定而迅速地逼近极小点的邻域,改善梯度法在极小点附近收敛缓慢,须逐步减小步长以提高收敛精度的不足。由于目标函数中幂指数的取值对找形的成败影响较大,文中对此进行了重点探讨,建议其合理取值为3或4。在幂指数取定的情况下,通过调整权重系数和目标杆长控制结构位形,从而获取理想的找形结果。对于存在固定节点的索杆体系,还给出边界条件的处理方法,为开发新型空间结构提供有效的工具。 展开更多

关键词 张拉整体结构 找形分析 约束优化 梯度法 动力松弛 边界条件

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适用于喷涂的点云模型分块处理 被引量：3

14

作者 冯浩 龙迁瑶 潘海鹏 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第3期257-260,共4页

为了提高个性化定制产品的喷涂效率,研究结合喷涂工艺的数字模型快速生成方法。该方法以喷枪主轴与喷涂面法线的最大偏差角作为参考阈值,提出了基于动态基准面的三角网格分块方法。以保证每个块中任意两个三角面的夹角都小于参考阈值,... 为了提高个性化定制产品的喷涂效率,研究结合喷涂工艺的数字模型快速生成方法。该方法以喷枪主轴与喷涂面法线的最大偏差角作为参考阈值,提出了基于动态基准面的三角网格分块方法。以保证每个块中任意两个三角面的夹角都小于参考阈值,使每个块可近似为喷涂平面,解决了当前分块方法的不足。针对分块模型边界线的锯齿化现象,提出了新的边界优化方法。采用NURBS对块边界进行优化处理,为喷枪在块边界上的平稳运动提供支持,提高了边界处涂层的均匀性。因此,采用该方法生成的模型能提高喷涂轨迹规划效率和边界处涂层均匀性。 展开更多

关键词 喷涂 动态基准面 分块处理 边界优化

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基于动态高斯滤波的拓扑优化灵敏度过滤方法 被引量：8

15

作者 王伟 张岐良 徐颖珊 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期3588-3598,共11页

为解决拓扑优化中出现的边界模糊问题,提出一种结构拓扑优化灵敏度过滤的动态高斯滤波方法。该方法的主要思想是:随着拓扑优化的进行,基于结构离散性能指标减小高斯函数标准差的值,即降低周围单元对中心单元的影响。结合固体各向同性惩... 为解决拓扑优化中出现的边界模糊问题,提出一种结构拓扑优化灵敏度过滤的动态高斯滤波方法。该方法的主要思想是:随着拓扑优化的进行,基于结构离散性能指标减小高斯函数标准差的值,即降低周围单元对中心单元的影响。结合固体各向同性惩罚微结构模型(SIMP),通过经典算例验证了该灵敏度过滤方法的可行性。数值实验结果表明:基于动态高斯滤波的灵敏度过滤方法,不仅可以消除棋盘格和网格依赖性等数值不稳定现象,还可以避免出现“边界扩散”现象,使拓扑优化结构具有清晰的边界;此外,该方法还可加快拓扑优化的收敛速度,提高拓扑优化的稳定性。 展开更多

关键词 灵敏度过滤 动态高斯 拓扑优化 边界扩散

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不同接触摩擦条件下超越弹簧离合器接合特性分析 被引量：4

16

作者 严宏志 夏凡 +1 位作者 龙尚斌 谭武中 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第8期1192-1196,共5页

运用有限元和动力学分析方法分析了新开发的大功率高速弹簧离合器在不同摩擦系数下的接合动态特性;在Abaqus平台上建立了由弹簧和输入输出壳体组成的弹簧离合器三维有限元模型,分析得到了不同摩擦系数下离合器的响应时间、接合时间、弹... 运用有限元和动力学分析方法分析了新开发的大功率高速弹簧离合器在不同摩擦系数下的接合动态特性;在Abaqus平台上建立了由弹簧和输入输出壳体组成的弹簧离合器三维有限元模型,分析得到了不同摩擦系数下离合器的响应时间、接合时间、弹簧内外圈的Mises应力、径向位移。结果表明,设计的变截面弹簧离合器响应速度快,弹簧稳态接合后的Mises应力分布较均匀,且弹簧中部圈还未完全与壳体内壁接触,离合器承载能力还有一定裕度。此外,弹簧与壳体间摩擦系数对离合器接合时间、响应时间影响不大,对弹簧Mises应力有影响,对弹簧的径向位移影响明显。 展开更多

关键词 动力学 应力 有限元 摩擦

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具有年龄结构的三种群捕食与被捕食系统的最优边界控制 被引量：6

17

作者 卜红彧 《东北师大学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期39-43,共5页

研究了一类具有年龄结构的三种群非线性捕食系统的最优边界控制问题,由Mazur定理得到了最优边界控制的存在性,利用法锥概念给出了最优控制满足的条件.

关键词 捕食系统 年龄结构 最优边界控制 最优条件

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包装动力学理论研究进展 被引量：6

18

作者 霍银磊 《包装工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第13期122-127,共6页

从缓冲包装理论、产品脆值和破损边界理论和缓冲包装设计方法等方面,阐述了目前包装动力学的研究进展及研究方法,指出了包装动力学理论的研究方法和发展动向。

关键词 包装动力学 产品脆值 破损边界理论 动态仿真 优化设计

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某消声器声辐射仿真分析与形貌优化 被引量：3

19

作者 贺岩松 杨益 +1 位作者 赵曌 孙风建 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第1期113-117,共5页

先通过模态分析与传递函数研究了某款消声器的动态性能,其次采用结构有限元与声学边界元耦合分析计算了消声器辐射噪声并与排气噪声进行比较,说明了辐射噪声对消声器声学性能的明显影响。在降低原消声器厚度情况下对消声器进行形貌优化... 先通过模态分析与传递函数研究了某款消声器的动态性能,其次采用结构有限元与声学边界元耦合分析计算了消声器辐射噪声并与排气噪声进行比较,说明了辐射噪声对消声器声学性能的明显影响。在降低原消声器厚度情况下对消声器进行形貌优化,得到消声器辐射噪声更小的优化结果。 展开更多

关键词 有限元 边界元 辐射噪声 厚度 形貌优化

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基于凹坑型非光滑结构的车身气动减阻优化方法研究 被引量：5

20

作者 杨易 许亮 +1 位作者 聂云 徐永康 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第12期1929-1934,共6页

采用了梯度优化法和全局优化法对凹坑型非光滑单元进行优化设计,寻求非光滑单元对汽车的最佳气动减阻效果。将凹坑型非光滑结构布置在某款集装箱货车模型的不同位置,比较减阻效果差异,确定了模型的有效减阻位置。以凹坑单元体开口直径... 采用了梯度优化法和全局优化法对凹坑型非光滑单元进行优化设计,寻求非光滑单元对汽车的最佳气动减阻效果。将凹坑型非光滑结构布置在某款集装箱货车模型的不同位置,比较减阻效果差异,确定了模型的有效减阻位置。以凹坑单元体开口直径、深度、纵向间距、横向间距为设计变量,分别采用梯度优化法和全局优化法优化凹坑型非光滑结构,比较了两种方法的差异。结果表明:梯度优化法可以快速得到适用于工程实际的优化方案;全局优化法考虑到了变量的耦合因素,优化结果更加全面、准确;经过优化,凹坑型非光滑结构可有效减小气动阻力达10.44%。 展开更多

关键词 非光滑单元 气动减阻 设计变量 优化

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