基于SMOTE算法和动态代理模型的船舶结构可靠性优化

发布时间：2021-11-26 16:01

　　[目的]针对传统船舶结构可靠性优化设计中难以同时保证全局近似精度与计算效率的问题,提出一种基于少数类合成的过采样算法（SMOTE）和动态代理模型的可靠性优化策略。[方法]首先,通过最优拉丁超立方试验设计,在设计空间中选择初始样本点,构造BP神经网络模型;然后,利用全局优化算法-模拟退火法（ASA）和可靠性优化设计的单循环法（SLA）,找到当前全局最优解;最后,通过SMOTE算法增加最优解周围的样本点,更新代理模型以提高其在全局最优解附近的精度,直至优化迭代收敛。[结果]结果显示,SMOTE算法可以合成位于失效面附近的样本点,从而使BP神经网络模型更高效地拟合极限状态函数;SLA法将可靠性优化问题解耦成确定性优化问题,在保持计算精度的同时提高了计算效率。[结论]优化结果表明,采用所提方法在获得分析模型全局最优解的同时还能有效减少计算成本。 

【文章来源】：中国舰船研究. 2020,15(05)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于序列Kriging模型的汽车车身轻量化可靠性优化设计[J]. 李方义,文忠武,刘杰,荣见华,李凤玲.  汽车安全与节能学报. 2017(02)
[2]基于迭代均值组合近似模型和序贯优化与可靠性评估法的船舶结构优化设计[J]. 胡新明,王德禹.  上海交通大学学报. 2017(02)
[3]基于全局敏感性分析和动态代理模型的复杂非线性系统优化设计方法[J]. 张扬,张维刚,马桃,唐婷.  机械工程学报. 2015(04)
[4]SMOTE算法在不平衡数据中的应用[J]. 孙涛,吴海丰,梁志刚,贺文,张镭,吕平欣,郭秀花.  北京生物医学工程. 2012 (05)
[5]基于单循环方法的涡轮叶片可靠性及多学科设计优化[J]. 贺谦,李元生,敖良波,温志勋,岳珠峰.  推进技术. 2011(05)
[6]基于动态径向基函数代理模型的优化策略[J]. 彭磊,刘莉,龙腾.  机械工程学报. 2011(07)

博士论文
[1]基于不确定性的优化方法及其在飞机设计中的应用[D]. 王宇.南京航空航天大学 2010

硕士论文
[1]基于代理模型的船舶结构轻量化技术研究[D]. 龙周.上海交通大学 2019



本文编号：3520483