基于协同近似和集合策略的多学科设计优化方法研究
发布时间：2021-04-26 19:07
当前产品的设计越来越复杂,所包含的子系统或子学科越来越多,而且整个系统中的耦合效应越来越复杂,使得计算也越来越耗时。针对现代产品设计过程中各学科之间相互作用的耦合效应强和计算量庞大的难点,解决方法之一是采用多学科设计优化（MDO）,这使得开发更加高效的MDO方法成为研究热点。由于实际工程问题中往往包含各种不确定性因素,因此实际工程产品的质量和性能都会受到这些不确定性因素引起的重大影响,所以研究不确定MDO方法更加符合工程问题的实际情况。本文结合代理模型技术,提出了新的MDO方法,不需要复杂耗时的多学科分析和繁琐的灵敏度计算;针对工程问题往往包含不确定性的实际,着重对稳健设计进行了研究,结合基于集合策略的设计,提出了不确定性下多学科稳健设计优化方法。工程实例结果验证了本文所提的方法可行有效且实用性强。首先,重点介绍了七种常见MDO方法的基本原理与特性,综合比较了各种MDO方法的优缺点,进而提出了论文的研究框架。其次,提出了一种基于协同近似的MDO方法（CMSO）。构建了一个协同模型作为过滤器,筛选出满足系统分析（SA）或多学科分析（MDA）的可行样本点。利用这些样本点,构建代理模型并对其...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题来源、背景与意义
1.2 国内外研究现状与分析
1.3 本文的主要工作与结构
2 多学科设计优化基础理论与研究框架
2.1 多学科设计优化简介
2.2 多学科设计优化方法概述
2.3 本文的研究框架
2.4 本章小结
3 基于协同近似的多学科设计优化方法研究
3.1 常用代理模型概述
3.2 基于协同近似的多学科设计优化方法
3.3 实例验证
3.4 本章小结
4 基于协同近似与人工蜂群算法的多学科设计优化方法研究
4.1 多学科设计优化中的优化算法概述
4.2 人工蜂群算法简介
4.3 基于增广拉格朗日乘子法的人工蜂群算法
4.4 基于协同近似与人工蜂群算法的多学科设计优化方法
4.5 实例验证
4.6 本章小结
5 基于集合策略的多学科稳健设计优化方法研究
5.1 基于最大变差分析的稳健设计模型
5.2 基于集合策略的设计优化
5.3 基于集合策略的多学科稳健设计优化方法
5.4 实例验证
5.5 本章小结
6 工程应用实例
6.1 船舶概念多学科设计优化
6.2 四棍轧机多学科设计优化
6.3 空冷电池热管理系统多学科稳健设计优化
6.4 本章小结
7 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 创新之处
7.3 工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进的BLISS2000优化策略的涡轮级多学科设计优化[J]. 张立章,尹泽勇,米栋,钱正明,贾志刚. 机械强度. 2015(04)
[2]基于改进并行子空间优化方法的机床主轴设计研究[J]. 刘凯,罗伟林,赖宇阳,方立桥. 机电工程. 2015(06)
[3]纯电动车电池组散热必要性的初步分析[J]. 梁金华,李建秋,卢兰光,欧阳明高. 汽车工程. 2012(07)
[4]电动汽车电池箱通风冷却结构的研究[J]. 吴宏,李育隆,杨凯. 汽车工程. 2012(06)
[5]电动汽车锂电池组温度场研究及其结构优化[J]. 刘振军,林国发,秦大同,胡明辉,林歆悠. 汽车工程. 2012(01)
[6]储能用锂离子电池组热管理结构设计[J]. 王丽娜,杨凯,惠东,张慧卿. 电源技术. 2011(11)
[7]锂离子电池组风冷结构设计[J]. 刘皓,杨凯,惠东,张慧卿. 电源技术. 2011(10)
[8]多学科设计优化技术在船舶初步设计中的应用[J]. 冯佰威,刘祖源,常海超. 中国造船. 2009(04)
[9]基于单学科可行法的多学科可靠性设计优化[J]. 黄洪钟,余辉,袁亚辉,张小玲,李彦锋. 航空学报. 2009(10)
[10]基于多学科设计优化技术的导弹方案设计[J]. 龚春林,谷良贤,孙建勋,陈建江,于红艳. 计算机集成制造系统. 2009(05)
博士论文
[1]基于模型聚合和序列采样的产品设计优化方法研究[D]. 姜正.华中科技大学 2016
[2]多学科优化方法在汽车底盘设计中的应用研究[D]. 姜武华.合肥工业大学 2014
[3]人工蜂群混合优化算法及应用研究[D]. 张伟.浙江大学 2014
[4]多学科设计优化中近似模型与求解策略研究[D]. 肖蜜.华中科技大学 2012
[5]重型数控机床多学科设计优化若干关键技术研究[D]. 赵明.华中科技大学 2008
[6]多学科设计优化技术在深水半潜式钻井平台概念设计中的应用研究[D]. 胡志强.上海交通大学 2008
[7]多学科设计优化方法在7000米载人潜水器总体设计中的应用[D]. 刘蔚.上海交通大学 2007
[8]飞行器分布式协同进化多学科设计优化方法研究[D]. 陈琪锋.中国人民解放军国防科学技术大学 2003
硕士论文
[1]基于时变不确定分析的多学科设计优化方法研究[D]. 李伟.电子科技大学 2017
[2]基于二次外罚函数和Kriging模型的目标级联方法研究[D]. 张晓琳.华中科技大学 2013
本文编号：3161954
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题来源、背景与意义
1.2 国内外研究现状与分析
1.3 本文的主要工作与结构
2 多学科设计优化基础理论与研究框架
2.1 多学科设计优化简介
2.2 多学科设计优化方法概述
2.3 本文的研究框架
2.4 本章小结
3 基于协同近似的多学科设计优化方法研究
3.1 常用代理模型概述
3.2 基于协同近似的多学科设计优化方法
3.3 实例验证
3.4 本章小结
4 基于协同近似与人工蜂群算法的多学科设计优化方法研究
4.1 多学科设计优化中的优化算法概述
4.2 人工蜂群算法简介
4.3 基于增广拉格朗日乘子法的人工蜂群算法
4.4 基于协同近似与人工蜂群算法的多学科设计优化方法
4.5 实例验证
4.6 本章小结
5 基于集合策略的多学科稳健设计优化方法研究
5.1 基于最大变差分析的稳健设计模型
5.2 基于集合策略的设计优化
5.3 基于集合策略的多学科稳健设计优化方法
5.4 实例验证
5.5 本章小结
6 工程应用实例
6.1 船舶概念多学科设计优化
6.2 四棍轧机多学科设计优化
6.3 空冷电池热管理系统多学科稳健设计优化
6.4 本章小结
7 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 创新之处
7.3 工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进的BLISS2000优化策略的涡轮级多学科设计优化[J]. 张立章,尹泽勇,米栋,钱正明,贾志刚. 机械强度. 2015(04)
[2]基于改进并行子空间优化方法的机床主轴设计研究[J]. 刘凯,罗伟林,赖宇阳,方立桥. 机电工程. 2015(06)
[3]纯电动车电池组散热必要性的初步分析[J]. 梁金华,李建秋,卢兰光,欧阳明高. 汽车工程. 2012(07)
[4]电动汽车电池箱通风冷却结构的研究[J]. 吴宏,李育隆,杨凯. 汽车工程. 2012(06)
[5]电动汽车锂电池组温度场研究及其结构优化[J]. 刘振军,林国发,秦大同,胡明辉,林歆悠. 汽车工程. 2012(01)
[6]储能用锂离子电池组热管理结构设计[J]. 王丽娜,杨凯,惠东,张慧卿. 电源技术. 2011(11)
[7]锂离子电池组风冷结构设计[J]. 刘皓,杨凯,惠东,张慧卿. 电源技术. 2011(10)
[8]多学科设计优化技术在船舶初步设计中的应用[J]. 冯佰威,刘祖源,常海超. 中国造船. 2009(04)
[9]基于单学科可行法的多学科可靠性设计优化[J]. 黄洪钟,余辉,袁亚辉,张小玲,李彦锋. 航空学报. 2009(10)
[10]基于多学科设计优化技术的导弹方案设计[J]. 龚春林,谷良贤,孙建勋,陈建江,于红艳. 计算机集成制造系统. 2009(05)
博士论文
[1]基于模型聚合和序列采样的产品设计优化方法研究[D]. 姜正.华中科技大学 2016
[2]多学科优化方法在汽车底盘设计中的应用研究[D]. 姜武华.合肥工业大学 2014
[3]人工蜂群混合优化算法及应用研究[D]. 张伟.浙江大学 2014
[4]多学科设计优化中近似模型与求解策略研究[D]. 肖蜜.华中科技大学 2012
[5]重型数控机床多学科设计优化若干关键技术研究[D]. 赵明.华中科技大学 2008
[6]多学科设计优化技术在深水半潜式钻井平台概念设计中的应用研究[D]. 胡志强.上海交通大学 2008
[7]多学科设计优化方法在7000米载人潜水器总体设计中的应用[D]. 刘蔚.上海交通大学 2007
[8]飞行器分布式协同进化多学科设计优化方法研究[D]. 陈琪锋.中国人民解放军国防科学技术大学 2003
硕士论文
[1]基于时变不确定分析的多学科设计优化方法研究[D]. 李伟.电子科技大学 2017
[2]基于二次外罚函数和Kriging模型的目标级联方法研究[D]. 张晓琳.华中科技大学 2013
本文编号：3161954
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3161954.html
