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基于离散变量的多材料结构拓扑优化设计
1
作者 刘宏亮 王成 梁缘 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期611-617,共7页
多材料结构拓扑优化相比于单材料结构优化具有更大的设计空间,展现出巨大的设计潜力和应用前景。本文基于离散设计变量研究多材料结构拓扑优化,通过建立有效的设计优化方法,获得轻质高效的结构设计。首先,根据离散变量的特点,建立多材... 多材料结构拓扑优化相比于单材料结构优化具有更大的设计空间,展现出巨大的设计潜力和应用前景。本文基于离散设计变量研究多材料结构拓扑优化,通过建立有效的设计优化方法,获得轻质高效的结构设计。首先,根据离散变量的特点,建立多材料结构拓扑优化模型,由离散变量下约束函数和目标函数的灵敏度信息构造序列近似整数规划子问题,采用运动极限策略限制设计变量的改变量以保证整数规划子问题的近似精度。为了解决离散变量的组合复杂性,采用具有多项式复杂度的正则松弛算法来高效求解(和经典的连续变量算法效率相当)。本文利用多材料结构最小柔顺性优化问题以及最大传热效率优化问题研究离散变量方法的有效性。数值算例表明,离散变量优化方法可以获得稳定迭代收敛的多材料拓扑设计,优化构型中的材料界面清晰分明,有效避免了出现模糊区域。 展开更多
关键词 拓扑优化 离散设计变量 整数规划 多材料结构
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随机OD需求下的多目标离散交通网络设计模型与算法 被引量：8
2
作者 杨明 苏标 +1 位作者 孙志杰 许怡 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期119-125,共7页
为解决实际OD对之间交通需求不确定性及优化目标多样性问题,采用机会约束模型及多目标优化理想点模型构建上层规划模型,采用固定需求下的用户平衡配流模型构建下层规划模型,建立了同时优化交通管理目标、环境保护目标、投资费用目标和... 为解决实际OD对之间交通需求不确定性及优化目标多样性问题,采用机会约束模型及多目标优化理想点模型构建上层规划模型,采用固定需求下的用户平衡配流模型构建下层规划模型,建立了同时优化交通管理目标、环境保护目标、投资费用目标和用户出行目标的随机多目标离散交通网络设计双层规划模型.为保证所构建模型的求解精度,设计了基于Frank-Wolfe算法、Monte Carlo模拟和自适应小生境淘汰技术的遗传算法求解模型,并在Matlab平台上开发了相应的算法程序.采用Nguyen-Dupuis网络测试了模型和算法的有效性,结果表明:模型可以反映实际路网规划目标和约束,算法具有良好的全局收敛性,可为路网规划提供指导. 展开更多
关键词 离散型交通网络设计 双层规划模型 遗传算法 随机规划 多目标优化
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真空断路器弹簧操动机构中分闸弹簧的多目标综合优化 被引量：10
3
作者 陈刚 孙波 王尔智 《高压电器》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期448-450,459,共4页
针对弹簧设计中簧丝直径、弹簧中径、工作圈数等结构参数均为标准值或是离散变量,且不可避免地存在加工误差等因素使弹簧实际尺寸偏离设计值,导致弹簧力特性改变等实际问题,提出了以弹簧刚度误差最小、在弹簧尺寸变化时弹簧刚度的可能... 针对弹簧设计中簧丝直径、弹簧中径、工作圈数等结构参数均为标准值或是离散变量,且不可避免地存在加工误差等因素使弹簧实际尺寸偏离设计值,导致弹簧力特性改变等实际问题,提出了以弹簧刚度误差最小、在弹簧尺寸变化时弹簧刚度的可能最大变化量最小,并使弹簧的质量最轻的多目标综合优化方案。通过定义功效系数来协调各子目标之间的关系而使多目标综合优化降为单目标优化。结合分闸弹簧的结构特点及技术指标,采用混合离散优化等技术手段进行求解,获得了满足工程实际要求的分闸弹簧的最佳结构参数,使分闸弹簧的力特性得到了改善。 展开更多
关键词 弹簧操动机构 分闸弹簧 多目标综合优化 离散规划
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混合离散变量优化设计的复合遗传算法 被引量：22
4
作者 郭惠昕 张龙庭 《机械设计》 CSCD 北大核心 2005年第3期9-11,共3页
目前,对混合离散变量的遗传算法研究较少,而且现有算法对设计变量的处理不能很好地满足工程设计要求。为此,提出了一种面向设计、制造的设计变量工程化处理方法,能合理地处理优化设计中混合离散变量的取值问题。引入了混沌移民算子对基... 目前,对混合离散变量的遗传算法研究较少,而且现有算法对设计变量的处理不能很好地满足工程设计要求。为此,提出了一种面向设计、制造的设计变量工程化处理方法,能合理地处理优化设计中混合离散变量的取值问题。引入了混沌移民算子对基本遗传算法进行了改进,并开发了混合离散变量优化的复合遗传算法程序 LSGA。工程设计实例表明,该算法对优化设计问题的特性无特殊要求,具有较好的普适性,而且程序运行可靠,全局收敛能力强。 展开更多
关键词 混合离散变量 遗传算法 混沌移民 程序设计 优化设计
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应用离散规划算法的电力变压器优化设计 被引量：4
5
作者 胡蓉芳 蔡宣三 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1991年第5期48-53,共6页
本文应用非线性离散规划算法求解三相电力变压器电磁参数的优化设计。所得的设计参数可以在实际中直接使用。文中以主要有效材料费最小为优化目标、以规定的变压器性能指标、材料性能及工艺要求和设计变量的上、下限等作为约束,建立优... 本文应用非线性离散规划算法求解三相电力变压器电磁参数的优化设计。所得的设计参数可以在实际中直接使用。文中以主要有效材料费最小为优化目标、以规定的变压器性能指标、材料性能及工艺要求和设计变量的上、下限等作为约束,建立优化数学模型。应用离散规划算法所得的计算结果与连续规划经过园整的结果进行了比较。 展开更多
关键词 三相变压器 变压器 离散规划 设计
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开关磁阻电动机驱动系统混合离散规划的研究 被引量：1
6
作者 徐国卿 陈永校 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第6期37-41,共5页
开关磁阻电动机驱动(SRD)系统的优化设计问题是一个带多个约束条件的非线性规划,而且变量的取值具有离散性,本文重点对SRD系统的离散(混合离散)规划问题进行了研究,并提出了一种适合于离散规划的模式搜索法改进方案,针对优化中约束条件... 开关磁阻电动机驱动(SRD)系统的优化设计问题是一个带多个约束条件的非线性规划,而且变量的取值具有离散性,本文重点对SRD系统的离散(混合离散)规划问题进行了研究,并提出了一种适合于离散规划的模式搜索法改进方案,针对优化中约束条件众多且非线性程度高的特点,提出了一种可行点加速寻找方法;同时,就计算工作量庞大问题也提出了有效的措施。 展开更多
关键词 开关 磁阻电动机 驱动系统 离散规划
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电机设计中两种混合离散优化方法的对比研究──广义坐标轮换法和离散惩罚函数法 被引量：3
7
作者 黄哲理 汪国梁 王六平 《电工技术学报》 CSCD 北大核心 1994年第4期1-4,53,共5页
本文提出一种新的混合离散优化方法──广义坐标轮换法，并研讨了离散惩罚函数法。在电机设计中的应用表明，广义坐标轮换法是解决混合离散问题的一种较好方法。
关键词 电机 优化设计 广义坐标轮换法
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基于结构可置信性鲁棒优化算法的离散优化问题研究 被引量：2
8
作者 杜剑明 杜宗亮 +2 位作者 刘畅 张维声 郭旭 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期538-548,共11页
传统优化设计认为问题的参数(如材料属性和外加载荷等)是确定的,并且设计变量通常是连续的。而在实际应用中产品制造和测量等存在不可避免的误差,并且工程需要的设计结果(如钢筋截面尺寸等)往往是离散的。即使对于考虑了不确定性参数影... 传统优化设计认为问题的参数(如材料属性和外加载荷等)是确定的,并且设计变量通常是连续的。而在实际应用中产品制造和测量等存在不可避免的误差,并且工程需要的设计结果(如钢筋截面尺寸等)往往是离散的。即使对于考虑了不确定性参数影响的连续最优解,经过圆整处理后也很可能产生较大偏差甚至变得不可行。针对该难点,本文结合非概率不确定性鲁棒优化算法,建立与离散的基于圆整策略的优化算法列式等价的鲁棒优化列式及用于解决离散优化问题的可置信性鲁棒优化方法。并进一步研究了离散变量不确定性优化问题的可置信性鲁棒优化求解方法,利用非线性半定规划进行高效求解,可严格保证所得结果的可行性。本文揭示了传统离散优化思想和不确定性优化思想的内在联系,完善了优化设计理论体系,为后续相关研究提供了全新思路和示范。 展开更多
关键词 优化设计 离散优化 可置信性鲁棒优化 非线性半定规划
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面向超材料微结构的离散变量拓扑优化设计
9
作者 刘宏亮 蒋亦煌 +2 位作者 梁缘 王培金 郝鹏 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期344-351,共8页
由周期性微结构组成的材料结构因其独特性质在飞行器结构设计中展现出良好的应用潜力。为了避免超材料微结构拓扑优化过程引入的中间密度所导致的灰度模糊设计结果,基于一种离散变量的拓扑优化方法,利用序列近似整数规划和正则松弛算法... 由周期性微结构组成的材料结构因其独特性质在飞行器结构设计中展现出良好的应用潜力。为了避免超材料微结构拓扑优化过程引入的中间密度所导致的灰度模糊设计结果,基于一种离散变量的拓扑优化方法,利用序列近似整数规划和正则松弛算法实现材料体积约束下的微结构拓扑优化设计。利用离散变量的特点首先给出了两种微结构的几何形状初始猜测,并根据这两种初始设计的构型分别进行了体积模量最大化和剪切模量最大化问题的求解。结果表明,微结构拓扑优化设计构型受初始设计和材料体积约束的影响较大,考虑不同的性能目标所获得的优化设计构型差异明显。数值算例展现了文中基于离散变量实现超材料微结构拓扑优化设计的可行性和有效性,避免了中间密度引起的灰度模糊问题,清晰的微结构拓扑构型提高了结构的可制造性。 展开更多
关键词 微结构设计 拓扑优化 离散变量 整数规划
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钢筋混凝土受弯构件的优化设计──一类离散型非线性规划
10
作者 寇述舜 黄树基 +1 位作者 杨正芳 李维溥 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 1994年第5期655-660,共6页
研究钢筋混凝土受弯构件的优化设计问题，建立了新的数学模型—一类离散型非线性规划，给出了计算步骤与若干算例．提出的算法容易在微机上实现，所有可行解都是整数解，而且所得最优值在一定条件下是总体最优值．
关键词 钢筋混凝土 受弯构件 最优设计
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