响应面法在试验设计与优化中的应用

简要介绍了响应面法,并结合实例介绍了响应面法所用数据处理软件Design Expert在试验设计与优化中的应用.     

变f响应面法及其在重力坝结构可靠性分析中的应用

响应面法已经成为求解大型复杂结构可靠度的常用方法,尤其适用于求解结构极限状态方程具有较强的非线性或是在结构分析中引入有限元进行可靠性分析而导致方程呈隐式的问题.针对传统响应面法中中心复合抽样因子f值取值不同导致计算结果波动且精度不高的问题,首次提出在响应面法计算流程中引入"变f"的概念.算例结果表明,本文提出的变f响应面法相比于经典响应面法、加权响应面法以及JC法精度更高,收敛速度更快,且可突破f取值1~3的限制,适用于非线性极限状态方程可靠度的计算.此外,通过变f响应面法与加权响应面结果的对比可知,本文提出的方法精度更高,改变f值的作用可以替代加权响应面法中加权函数的作用.最后,结合某简单的重力坝模型,对于该方法在重力坝抗拉可靠度计算中的应用作了有益的探索.     

桥梁结构基于高维模型拟合响应面的参数识别

为提高响应面法在桥梁结构参数识别中的计算精度,提出了基于高维模型拟合响应面的参数识别方法.即采用HDMR响应面法拟合结构响应面,并基于该响应面进行结构参数的识别.研究了HDMR响应面的基本构造方法,阐述了在响应面基础上通过有约束最小二乘优化实现参数识别的一般过程.以一座连续梁及一座独塔斜拉桥为算例进行分析,探讨了该方法在结构参数识别中的计算精度及效率.结果表明,相比传统响应面法,该方法在计算精度上具有显著优势.同时也验证了该方法在大型桥梁结构参数识别中的可靠性和适用性.     

多元统计在食品科学中的应用

介绍了多元统计中的响应面分析、主成分分析、聚类分析、模糊统计等分析方法在食品分析、产品开发、科学试验中的应用。     

用于结构可靠度分析的多响应面法

在分析单响应面法精度的影响因素基础上 ,提出了改进的多响应面法 .然后以两个因子功能函数为例 ,推导了多响应面的设计与估计公式 ,并通过算例比较了多响应面法与JC法、Monte Carlo法及单响应面法的计算精度 .结果表明多响应面法的精度好于单响应面法 .     

响应面法在超高压钝化哈密瓜汁中两种酶研究上的应用

为了探讨响应面法在超高压钝化哈密瓜汁中过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)研究上的应用,采用统计软件Design-Expert 7.1中的Box-Behnken响应面设计,以温度、pH值、压力、保压时间等为自变量,以POD和PPO的残存酶活为响应值,对哈密瓜汁的超高压处理工艺进行了研究;建立了超高压钝化2种酶的回归模型,并对其进行了实验验证。结果显示:在实验范围内,回归模型拟合情况良好,达到设计要求。     

基于响应面和蒙特卡罗法结构位移可靠度

为了研究结构位移可靠度,以门式框架为例,利用MATLAB软件编制基于蒙特卡罗法、响应面法、响应面—蒙特卡罗法的计算程序,采用数值模拟方法对结构进行可靠度分析。得到结构的失效概率、可靠指标、结构最不利点水平位移的概率分布情况。计算结果表明:这几种方法计算结构的失效概率与文献[5]结果接近,但蒙特卡罗法的计算工作量大、时间最长,响应面法的计算时间最短。响应面—蒙特卡罗法、响应面—重要抽样蒙特卡罗法在较少样本的情况下可以达到较高的精度要求,且计算效率较高。本文基于MATLAB编制的可靠度模拟分析程序为复杂结构可靠度分析提供了参考。     

对协同优化及其响应面方法的研究

本文论述了复杂系统及多学科优化中的协同优化思想和数学模型，指出了协同优化中的一个突出问题，即学科不一致、实际运用中需要对其进行协调处理的局限性。论述了解决学科不一致问题的二次响应面近似方法思想及算法。通过一个实例，介绍了运用二次响应面近似法的方法，仿真了优化过程，验证了二次响应面方法在系统级优化上迭代次数较少，在学科优化上却相对要多的特征。     

基于ANSYS的钢框架结构可靠性数值模拟

介绍了蒙特卡罗法和响应面法两种数值分析方法各自的特点,再以有限元程序ANSYS为计算平台,利用ANSYS所提供的APDL(参数化设计)模块进行可靠性计算与分析.分别运用蒙特卡罗法、响应面法对一多层钢框架结构进行了结构整体可靠性的计算与对比分析,从计算结果可得基于响应面的蒙特卡罗法的计算精度和计算效率都要优于传统的蒙特卡罗法.     

空问映射与响应面法相结合的改进优化算法

在空间映射与响应面法相结合的基础上修改了序列响应面的程序流程,从而改变了应用响应面方法优化时的迭代本质.改进方法无须每次迭代重新拟合低保真模型响应面,只在第一次迭代拟合响应面,在此基础上调整高低保真模型设计变量间的映射关系,优化收敛更迅速.由于避免了反复的试验设计和模型分析,改进方法的计算效率远高于原方法.数值算例表明了该方法的稳定性,此方法可以大大减少应用序列响应面进行优化或可靠性评价的计算量.     

多资源约束的改进RSM方法

在对原RSM法研究的基础上 ,提出了一种多资源约束下的改进RSM法 ,并介绍了其决策原理和计算步骤。该法对原RSM法进行了改进 ,能相对减少计算量 ,且通过案例证明该法能取得满意的效果     

基于知识的云制造资源服务管理

分析了云制造资源服务的特点以及知识在资源服务全生命周期中发挥的作用,在此基础上提出了基于知识进行资源服务管理的机制,设计了一套适合云制造资源服务管理的知识库管理系统构建方法,结合该构建方法对资源服务管理流程进行了分析,最后开发了相应的原型系统进行了验证.     

结构可靠度计算的Neumann展开响应面法

当结构功能函数无法表达为随机变量的解析表达式时，响应面法是一种有效的可靠度计算方法，但该法在进行有限元数值试验时需进行多次确定性有限元分析，效率较低。提出一种改进的响应面法，即Neumann展开响应面法，该法通过引入Neumann级数展开式，可以有效缩短有限元数值试验时间，从而提高响应面法的计算效率。数值算例表明，结构刚度矩阵规模越大，Neumann展开响应面法的计算效率越高。     

不同湍流模型在旋流非接触搬运器仿真中的应用和对比

摘要：
采用标准k ε湍流模型, RNG k ε湍流模型和雷诺应力（RSM）湍流模型,对旋流非接触搬运器进行数值仿真计算,得出3种模型的压力曲线、吸力曲线和流量值.通过计算结果与试验值对比得知,3种模型中RSM湍流模型的预报结果最为合理;RNG k ε湍流模型的预报结果次之,在工程应用中该模型的误差可以接受;标准k ε湍流模型的预报结果最差.因此,RSM湍流模型和RNG k ε湍流模型可被用作搬运器研究的理论依据. 关键词：
旋流非接触搬运器; 湍流模型; 数值模拟 中图分类号： TH 47
文献标志码： A     

单室火灾中浮力修正的雷诺应力模型

本文用场模化法研究了浮升流在室内的运动规律.推导了有浮力修正的雷诺应力方程,结合相匹配的数值方法,编制了专门的计算机程序,求解了单个房间,单个热源,火灾烟气发生、发展各时刻的温度场和速度场,并用绘图软件处理.验证了烟气运动的几个典型现象,并与用普通雷诺应力模型的求解做了比较,认为推导的浮力修正雷诺应力模型能给出更为符合实际的结果.     

响应面法优化太子参皂苷的超声提取工艺

研究超声提取太子参皂苷的最佳工艺条件.采用Box-Behnken design （BBD）实验设计方案,结合响应面法优化提取条件,并考察超声时间、超声功率等主要影响因素,采用紫外分光光度法测定太子参皂苷的含量.经过响应面法优化后获得的超声提取太子参皂苷的最佳工艺条件为：超声处理时间为38 min,液料比为16：1 ml/g,超声波功率为280w,优化后太子参皂苷的最大提取率为0.807％.超声提取太子参皂苷的工艺具有收率高、简单快速、能耗低等优点.     

响应面方法在可靠性灵敏度计算中的应用

简要叙述了应用响应面方法获取极限状态函数(该极限状态函数具有二次多项式响应面函数的特点)的过程.提出了利用这种极限状态函数进行可靠性灵敏度分析的方法,举例证明该方法可用于极限状态函数未知的情况,并推导了相关计算公式.用响应面方法获取的极限状态函数天然地包括一、二次项和交叉项的信息,不仅使可靠性灵敏度的计算简单易行,而且使计算精度大大提高.最后以热疲劳裂纹为例,计算了其不发生失稳扩展的可靠度及各个随机变量的可靠性灵敏度.     

隔壁精馏塔的设计、模拟与优化

针对隔壁精馏塔节能工艺,提供了一套完整的设计优化方法.首先基于Fenske-Underwood-GillilandKirkbride方程建立了完整的简捷设计方法,得到了隔壁精馏塔塔实际理论板数、适宜的进料位置、侧线采出位置及回流比等参数.然后在简捷计算的基础之上,选用Multifrac模型对隔壁塔进行了严格计算模拟,同时利用Aspen Plus进行单因素优化分析得到最优设计参数.最后利用响应面优化法(RSM)中的箱线图设计(BBD)方法对隔壁精馏塔设计参数进行了实验设计,在验证模型有效的基础上运用Design-Expert软件进行数据处理,预测出了最优设计参数,并将预测值进行实验验证,将验证结果与单因素优化结果进行对比,结果表明响应面优化法得到的最优设计参数使隔壁塔的能耗较低、纯度较高.     

站台雨棚风振响应及参与振型分析

研究火车站站台雨棚多振型、振型交叉项及荷载谱交叉项对风振响应的影响,并分析计算应考虑的结构频率范围.根据两个火车站的风洞试验及其站台有限元分析,采用频域方法,计算考虑参与振型数量、是否考虑振型交叉项和荷载谱交叉项时的均方位移和内力响应,并通过测点风压谱及振型应变能分析来评价参与振型频率范围的合理性.结果表明,参与振型的数量、振型交叉项及荷载谱交叉项对结构响应均有不同程度的影响;计算考虑3.5Hz以内的振型可以满足精度要求.