基于多目标模拟退火算法的微管网拓扑优化

针对损伤自修复中微胶囊(或空心玻纤)载体在结构上相互独立、互不贯通等不足,研究基于多目标模拟退火算法(multiobject simulated annealing,MOSA),对微管网的拓扑结构进行优化,旨在设计一种具有低体积份数和高流动效率的,具有相互贯通结构特点的微管网载体。首先建立微管网数学模型;其次采用哈迪克罗斯迭代法设计了多目标优化函数,并结合非劣分层和MOSA算法对微管网的拓扑结构进行研究;最后与非劣分层遗传算法(non-dominated sort genetic algorithm II,NSGA-II)进行对比研究,验证了MOSA的优化性能。研究结果表明:微管网的体积份数和沿程水头损失呈负相关性;与NSGA-II相比,MOSA的收敛时长略长,但MOSA解集的支配度及分布均匀程度均优于NSGA-II。