基于子结构方法的离散结构协同优化

针对复杂离散结构优化存在设计变量多、寻优困难等问题,提出一种基于子结构方法的分解协调策略,并采用基于子结构分解协同优化框架求解。将大规模结构分解为多个不重叠的、规模较小的子结构,每个子结构对应一个学科。将原优化问题的设计变量、优化目标以及约束分配至各个学科。每一轮系统迭代中,系统层仅进行一次完整结构的有限元分析,学科层执行子结构优化和有限元分析。耦合状态变量由系统层输入,在学科层作为定值。系统层进行整体结构分析后更新耦合状态变量值,以协调学科之间耦合状态变量的差异。该方法将复杂的整体结构优化问题分解为多个并行、独立的子结构优化问题。算例表明:相比于整体结构优化,该协同优化方法显著降低了整体结构分析次数,能够更加稳定地找到更优解。