基于粒子群算法的高斯过程建模对双脊喇叭天线优化设计

目前喇叭天线的优化设计主要采用优化算法与电磁仿真软件HFSS相结合的方案,但使用HFSS进行大量的精确电磁仿真花费时间较长且对硬件要求较高.为了解决这个问题,提出一种在优化过程中利用高斯过程模型替代全波电磁仿真软件的方法,并应用粒子群算法进行了优化设计,这种方案可以有效减少优化设计所需的时间.利用该方法对双脊喇叭天线进行了优化设计,在大幅减少优化时间同时能够满足设计指标,证明该方法的有效性.目前国内尚没有使用高斯过程模型代替HFSS仿真作为粒子群算法适应度函数进行天线优化设计的研究,这表明了该方法的创新性.     

摆线针轮行星减速器的稳健优化设计

将目标函数及约束条件的灵敏度最小作为附加目标函数引入摆线针轮行星减速器的优化设计模型中,通过实例计算表明该方法能够保证最优点的可行稳健性,达到稳健优化设计的要求.     

摆线针轮行星减速器的稳健优化设计

将目标函数及约束条件的灵敏度最小作为附加目标函数引入摆线针轮行星减速器的优化设计模型中，通过实例计算表明该方法能够保证最优点的可行稳健性，达到稳健优化设计的要求。     

船舶管线隔振支座布局优化设计的规范法

国内关于船舶管道隔振支承布局优化设计的标准和方法目前还没有建立,有关优化模型及算法的研究有待开展。借鉴美国ASME B31规范和综合考虑强度、刚度、稳定性、固有频率及振级落差等约束条件,提出了管线系统支座布局优化设计模型及规范设计法。该方法根据ASME B31规范初步确定支座的数量,通过几何优化设计支座的间距。提出迭代优化算法求解这上述问题,获得较优的支座数目与支座间距。通过算例,研究了不同优化目标函数的选择,(如支座造价、管线最大下垂或结构应变能等),对优化结果的影响;证明了有关模型与算法的有效性和实用性。     

基于移动代理的并行遗传算法求解船舶结构混合变量优化问题

在分析船舶结构混合变量优化问题的基础上，构造了一种基于移动代理的分布式并行遗传算法模型，将其应用到船舶结构混合变量优化设计中。数值试验证明了该计算模型的有效性和正确性。     

知识工程在船舶结构优化设计中的应用

针对船舶结构设计变量是涉及多种设计和约束条件的离散变量,造成结构优化的高度非线性、多峰性等问题,而且设计过程中需要设计规范和专家经验等知识支持,结合其具有很强的综合性、模糊性等特点,提出了基于知识工程的船舶结构优化设计方法。该方法利用知识工程与结构优化相结合,将获取的设计知识构建知识库应用于船舶结构优化设计,并通过知识工程技术实现参数化结构模型与优化数学模型的相互转化,降低结构优化设计对用户知识水平的要求。水密横舱壁结构的优化设计算例表明,满足约束要求的情况下,其结构重量在优化后比优化前降低了,保证了结构性能合理的同时实现重量最轻的目标;将结构参数化模型和数学优化模型结合在一起,为设计经验少的设计者提供了一种结构设计的捷径;实现了从不同资源中获取知识并应用于优化设计过程,促进设计能力的提高,降低优化设计过程对知识和经验的依赖。     

基于遗传算法的轴流汽轮机轮周效率优化

建立一种单级轴流式汽轮机单目标优化设计模型,结合遗传算法进行性能参数优化,针对某型多级汽轮机的某一级,选择优化目标是最大轮周效率.通过优化设计得到了一个最优解,并对最优解及优化变量进行分析,证明了该设计方法的适用性.     

大跨距柴油机组对中工装优化设计

基于结构参数修正模型提出一种机组对中工装优化设计方法,分析大跨距柴油机对中工装测量误差来源,分析工装挠度、测量读数、轴线差之间的修正关系;考虑工装挠度优化可行性,根据悬臂梁简化假设提出优化设计方法,通过算例进行验证,以机组开档尺寸、材料强度为约束条件、以主体杆尺寸为优化设计参数,求解对中工装结构最优解,结果表明,结构参数修正模型有较好的拟合效果,优化后对中工装主体杆重量较优化前基本持平,工装挠度降低超过50%,该优化设计方法可在满足对中要求的前提下简化优化设计过程。     

基于ANSYS的预应力混凝土桁架桥设计

结合某预应力混凝土桁架桥的概念设计,基于单元刚度矩阵集成和ANSYS有限元数值模型为计算方法,分析研究该桥在静力荷载作用下的响应。通过分析腹杆及弦杆的挠度和应力分布,研究该桥的受力特点,并提出桁架桥的优化设计建议。     

基于机器学习的翼型水动力性能优化设计

基于机器学习的翼型几何优化设计方法可有效避免复杂的计算流体力学数值求解过程,具有更高的计算效率。对翼型进行参数化表示,构建机器学习模型与优化算法进行学习和预测,能极大地减少翼型优化设计时间。论文开展了基于机器学习的翼型水动力性能预测和优化设计研究。运用CST方法对翼型进行参数化表示;采用XGBoost建立翼型水动力特性快速预报模型;结合机器学习方法和遗传算法,综合考虑升力系数、阻力系数和翼型表面压力系数建立优化模型,完成了某翼型的优化设计与水动力性能分析。结果表明：提出的翼型优化设计方法可获取优良翼型,对船用螺旋桨叶剖面设计优化具有重要意义。     

基于正交试验的电磁机构优化设计

通过理论分析确定电磁机构优化设计的方向,然后通过Maxwell 2D仿真软件对两种结构模型进行分析计算,验证了理论分析的合理性,明确了本次优化设计的基础模型,然后运用田口方法并结合仿真计算进行优化设计,得到电磁机构的优化结构参数.通过仿真计算和试验测试验证,在相同激励和相等体积的情况下,在规定的行程内,优化后电磁机构的衔铁受到的电磁力提高80%以上,证明优化设计取得成功.     

换填砂垫层的实用优化设计法

考虑从基坑开挖到垫层回填整个过程,建立以规范为约束的换填砂垫层优化设计实用模型,通过算例分析了取不同砂垫层承载力标准值对优化结果的影响。实例计算表明:与试算法设计相比,采用该优化设计方法不但能够减少砂垫层的换填量,而且可以直接得出基坑的最优挖方量。     

船用低压断路器动力系统优化设计

采用虚拟样机仿真分析软件ADAMS,建立了某型号船用低压框架式断路器系统的参数化模型。通过对该船用低压断路器系统运动特性的动态仿真分析,证明了模型的正确性。针对带载合闸过程中存在的触头间易产生拉弧现象,对动力系统中各弹簧的技术参数进行设计研究分析,获得各参数对断路器系统的影响灵敏度。针对各参数灵敏度高低的不同,以动触头转动角速度为优化目标函数,完成该断路器动力系统的优化设计分析。优化后的系统缩短了触头间的燃弧时间。该分析对于提高产品的安全可靠性和使用寿命具有指导意义,也为进一步的产品开发与优化设计提供了良好的平台。     

基于MATLAB平台的燃料电池系统建模及外特性仿真

本文建立了燃料电池系统的数学模型,采用MATLAB/SIMULINK平台建立了燃料电池系统及动力系统的仿真模型;通过仿真计算,研究了燃料电池系统与动力系统之间的关系。结果表明,仿真模型具有良好的匹配性及适用性,该研究方法可以应用于燃料电池及动力系统的特性仿真、优化设计和控制系统的研究。     

考虑弯扭强度和频率约束的集装箱船中剖面优化设计

结合CCS规范和薄壁杆件理论,建立了考虑弯扭强度和频率约束的集装箱船中剖面优化设计的模型,考虑到中剖面优化设计中的设计变量为连续和离散的混合变量,利用isight中集成的自适应模拟退火算法,建立了巴拿马型集装箱船中剖面优化设计系统,并对3100TEU集装箱船中剖面进行了优化设计,取得了合理的结果.     

基于期望造价的高边坡优化设计及工程应用*

基于边坡可靠性及优化原理,以工程总期望造价为目标函数,建立高边坡系统设计及开挖的优化模型.结合依托工程,对云南省富宁港区通用泊位某一陆域高边坡进行优化设计,得到边坡安全系数及可靠度与设计坡角之间关系,同时提出该边坡基于期望造价时不同损失系数下合理的开挖形式.通过对比分析,基于期望造价的高边坡优化设计理论可为实际工程提供参考和借鉴作用.     

基于SolidWorks的龙门铣床侧刀架有限元分析及优化设计

侧刀架是龙门铣床的重要部件之一,利用SolidWorks建立侧刀架三维模型,通过SolidWorks Simulation对三维模型进行有限元分析来得到应力和应变分布情况。最后通过SolidWorks的优化功能对侧刀架模型进行了优化设计,从而提高了该侧刀架的工作性能,同时减轻了侧刀架的自重来节省材料和降低成本,使侧刀架结构更加合理。     

基于遗传算法的水下无人潜器结构特性优化分析

水下无人潜器是一种可在水下探测作业的设备,其研制过程复杂且综合性极强。水下无人潜器耐压壳结构的优化设计是其安全作业的基本条件。本文对耐压壳结构的形式和材料进行介绍分析,通过理论计算建立优化设计模型,然后构造一种并行遗传算法作为优化方法,应用于耐压壳结构的优化设计。结果表明,该方法计算有效、可靠,为实际生产设计提供理论支撑。     

水下清刷装置优化设计及实验

水下清刷装置是水下船体表面清刷机器人的关键部件.文中分析了水下清刷装置在水下旋转的受力状况,建立了该装置在水下旋转过程中的动力学模型,运用优化设计和实验的方法确定合理结构参数,为设计和制造水下清刷装置提供了理论依据.     

海洋平台支援船的多学科协同优化设计

引入多学科设计优化理论解决海洋平台支援船的优化设计问题。针对海洋平台支援船优化设计存在的多目标、多约束特点,建立了海洋平台支援船的多学科优化设计模型,并采用协同优化算法,完成了优化模型的求解。优化结果证明了协同优化算法解决海洋平台支援船的优化设计优化问题的有效性,为解决更为复杂工程系统的设计优化问题奠定了基础。