结构布局几何可调的优化设计

对于布局已定的结构优化设计问题．在［１］—［４］中，作者给出了不必求偏导数且不解线性规 划的可行方向法．实践表明此方法是十分有效的。本文目的在于把这些结果推广到结构布局几何 可调的优化问题．对平面薄壁结构的布局几何可调问题，给出了一个算法．布局几何可调比等间 距的优化设计减轻重量１９％．     

活塞头部结构的优化设计

本文提出了一种用非线性规划求解活塞头部结构优化设计问题的方法.在活塞优化设计模型中,活塞的结构分析和温度场计算均采用了有限元分析方法.求解活塞最优化问题时采用了罚函数法.采用这种优化设计的方法,使得有可能在电子计算机上进行活塞的自动优化设计.     

不等距网格钻井布局模型

在正方形网格钻井布局模型的基础上，讨论了不等距网格钻井布局问题，这一问题不仅出现在常见的钻探工程中，而且常常出现在其它应用问题中．对于一般情形，可用求解最优化方法解决钻井网格的定位问题．对一个方向变网距的钻井布局问题给出了简单、有效的定位方法。     

管网改造布局和参数的交互式整体优化方法

本文建立了供水管网改造布局和参数优化设计问题的数学模型.利用交互式的思想和分枝-定界法的基本原理,提出了一种求解该问题的交互式整体优化方法.仿真结果表明该方法对解决我国管网改造的设计问题是有效的.     

大型复杂结构优化问题的遗传算法

大型结构的整体优化问题一般具有多目标、多约束和多混合变量的特点，自由度多达千计，其算法的速度和效率是问题的关键所在．遗传算法是求解大规模函数优化问题的有力工具，在复杂结构的优化设计问题中得到广泛应用．本文介绍了遗传算法的基本思想、特点，阐述近年来遗传算法在结构优化设计及其相关领域的应用现状和重要发展．     

VLSI布局问题的神经网络优化设计方法

针对集成电路设计自动化过程中电路单元布局的优化问题，以一维逻辑门布局设计为例。研究利用神经网络特点，采用霍普菲尔德神经网络模型，构造出能量函数，通过模拟退火算法寻求全局最优极值，达到连接各个门之间所必须的连线总长为最短的排列，提高布局设计的优化程度的方法．文中阐述了布局优化问题中的换位矩阵及其神经网络的映射关系、目标函数的选取、动力学方程求解方法，模拟退火算法优化设计方法的主程序，并且与参考文献使用的布局方法的结果进行比较。证明神经网络优化设计方法的优点和可行性．     

基于混合模拟退火算法的内窥镜布局优化设计

工程中存在着大量的布局设计问题,很多都是NPC问题,很难求解。提出了以启发式方法和模拟退火算法相结合的混合算法,可用于带性能约束的布局优化设计问题。在实例中将胶囊式内窥镜空间布局问题转化为轴向截面和横截面两个平面问题分别求解,对于轴向截面的离散变量问题,首先采用启发式方法进行元件层初始序列的排布,再采用模拟退火算法进行布局优化;在横截面上对连续变量则直接进行优化。优化结果经验算合理有效,该算法也可供旋转舱等工程布局优化问题借鉴。     

CFD辅助液压集成块管网优化设计

针对液压集成块(HMB)的结构优化设计问题,应用计算流体动力学方法(CFD),从提高块内管网液流的性能品质出发,建立了求解区域的几何网格及三维瞬态数值模拟的初边值条件.通过对管网典型流道结构数值模拟,定性地分析了液流在正交管路中的流态,得到了典型流道的结构形式对液阻性能的影响规律,进而提出流道在几何结构上的改进措施.HMB管网内流系统三维数值模拟结果表明,采用CFD方法研究HMB流道中典型结构的设计问题可以较准确地获得管网流场的基本结构特征,得到较为理想的管道布局结构,有效提高块体结构优化设计品质.     

基于性能的隔震结构动力优化设计

结合优化问题的特点,应用稳健的优化算法以合理的计算代价求解了非线性隔震结构合瞬态约束的混合变量动力优化设计问题．首先根据投资-效益准则建立了基础隔震结构一体化优化设计模型,其中目标函数是结构寿命周期内的总费用,包括结构初始造价和损失期望,约束条件包括隔震层水平位移、上部结构层间变形等,优化模型同时对上部结构截面尺寸和隔震器参数进行优化．充分利用铅芯橡胶支座隔震结构的局部非线性性质,使非线性隔震结构的时程分析计算效率接近线性动力分析．然后应用合潜在约束策略的序列二次规划算法,并结合选择性动态圆整法进行具有连续、离散混合变量的隔震结构的非线性动力优化设计．算例表明了优化模型和算法的正确性和有效性．     

用并行遗传/Powell/蚁群混合算法求解卫星舱布局问题

卫星舱布局优化设计问题数学上属NP-hard问题．较有效的求解途径之一是研究混合算法,为此构造了并行混合PGA-Powell-蚁群算法（简称PGPAHA）．该算法以并行遗传算法为基本框架,根据各子群体收敛速率的快慢来决定它们之间迁移的时机,在收敛后期加入Powell法作为并行遗传算法的算子来加快收敛速度,并利用蚁群优化算法提高计算的精度．最后应用该算法求解了简化的三维带性能约束的国际商用通讯卫星的卫星舱布局设计问题,数值实验结果表明,该算法与并行遗传算法（PGA）相比,在计算精度、计算效率及计算稳定性方面较优。     

结构对初始条件的动力响应的一种算法

从标准坐标变换方程出发，引入广义逆矩阵的求解方法，提出结构对初始条件的动力响应的一种新算法．这种算法回避开结构质量矩阵，以截断频率和对应的模态参数为输入，通过截断标准振型长方矩阵［Φ］的直接广义逆阵求解，求得结构对初始条件的动力响应．这一方法可用于已得到结构低阶模态参数而需进一步通过计算获得结构对初始条件的动力响应这一类工程中实际存在的问题．算例表明，精度满足工程要求．     

多级压气机通流与CFD一体化优化设计方法

针对S2流面求解的通流计算方法与全三维黏性求解的计算流体力学（computational fluid dynamics, CFD）方法是叶轮机械气动设计与分析的主要技术手段。该文基于一套自主开发的流线曲率法通流计算程序，建立了适用于多级高负荷轴流压气机的通流与CFD一体化优化设计方法。该方法由通流与CFD一体化气动分析方法和基于改进智能优化算法的设计优化方法构成。研究将其应用于某跨音三级压气机中，对其中的跨音动叶边界层分离流动问题进行合理定位。针对第一级动叶（R₁）与第三级动叶（R₃）开展优化设计，分别获得了三级压气机效率提升0.1%和0.3%的优化设计方案。研究表明，该方法能够实现通流与CFD分析方法优势互补，同时把握气动布局设计与细节流场结构特征，从而高效定位压气机气动性能与流场结构问题及其与叶型设计或气动布局的关联，指导优化设计方向。     

基于图法则分析的三维布局模型生成方法

在分析现有布局模型及相关求解技术的基础上,提出了三维布局问题的一个复合知识模型──构造性属性关联图（ＣＡＬＧ）,并深入研究了基于图法则分析的模型生成策略．该复合知识模型的生成过程刻划了三维布局结构的构造原理．ＣＡＬＧ具有良好的几何信息,为布局问题的具体求解打下了基础．利用该方法有效地建立了车身内布置设计的初始模型．     

求解微分方程Y″＋ρy′＋qy=f（x）的注记

利用函数组线性相关性、微分方程降阶积分法和二阶微分方程解的结构性质，对二阶常系数非齐次线性微分方程求解问题作了进一步分析讨论，给出了求其通解的一种适用且有效的新方法．     

船舶坐墩配墩多目标优化设计

建立了船舶坐墩配墩多目标优化设计的数学模型．选择墩木总体积和船舶尾部结构的强度储备作为目标函数,采用宽容排序法求解所建立的多目标优化模型．计算示例表明,多目标优化设计方案的墩木总体积虽较单目标优化设计结果有所增加,但船舶尾部结构强度储备亦明显增加．多目标优化设计方案同时兼顾协调了两个不同性质的性能指标,使得设计更为合理．     

城市供水管网改扩建优化方法的研究

管网布局和离散管网的优化一直是城市供水管网系统改扩建优化设计中的2大难题．提出了给水管网改扩建优化设计的数学模型,并采用模拟退火的玻尔兹曼机这一神经网络技术进行求解,直接得到了市售管径和优化的改造布局;且整个系统采用系统工程的分解协调法来优化．     

基于地震反应谱分析的全直桩码头结构优化

文章建立了参数化全直桩码头空间有限元模型,通过振型分解反应谱法分析了该结构在水平地震作用下的响应,在此基础上构建了合理的码头抗震优化设计数学模型,通过灵敏度分析和零阶算法进行求解,得到了满足抗震设计要求且单位面积码头所需材料最少的设计序列;同时探讨了不同位置底梁对于全直桩码头结构抗震性能的影响。仿真结果表明:采用整体布局优化和增设底梁相结合的方法对全直桩码头结构进行抗震优化设计是可行的;底梁布设可有效限制结构变形、减小桩基内力,从而提高结构的抗震性能。     

一类k步k＋2阶解刚性微分方程的混杂法

构造了一类带参数的ｋ步ｋ＋２阶混杂方法，讨论了该方法的稳定性质，并给出了与其等价的二阶导数方法，数值实例说明，这种方法更适合求解非线性Ｓｔｉｆｆ问题，对高震荡问题亦会更有效。     

相邻结构之间的碰撞分析

针对土木工程中相邻结构的碰撞问题，提出了一个新的分析模型，即建立碰撞附加速度约束条件，然后求解冲量形式的动力方程．碰撞力以约束力冲量的方式出现在动力方程当中，无需预先求解，并给出了求解结束之后直接通过单元处理求得撞击力的方法．算例分析表明，该模型在分析结构之间的碰撞时是有效的．     

对偶方块角形结构大系统多目标规划子问题解的研究

针对具有对偶方块角形结构大系统多目标规划模型，充分利用模型本身的信息进行求解．首先将这种大系统问题分解为若干个规模较小的子问题，然后讨论子问题之间有效解的关系．本文的讨论为这类大系统问题求解算法的研究奠定了理论基础．