基于正交设计方法的混输泵叶轮优化设计

以自主研发并取得外特性试验数据的第三代混输泵叶轮为基础,应用L_9(3~4)正交表,以混输泵增压和效率为考查指标,对混输泵叶轮进行4因素3水平的正交设计,获得9组参数组合.采用雷诺平均数值模拟方法,对正交设计中每种组合进行性能预测,分析得到一组最佳的参数组合作为优化后的叶轮参数,然后设计出与优化后叶轮配套的导叶,即得到一套优化后的增压单元设计参数.分别建立优化前后混输泵增压单元的计算流场,并对二者进行数值模拟计算.结果表明:优化后增压单元内流场特性相比优化前得到明显改善,增压提高约14.97%,效率增加约8.07%.     

导叶叶片数对气液混输泵性能的影响

以自主研制的第三代YQH-100气液混输泵为研究对象,利用Fluent流场模拟软件进行数值模拟.通过对叶片式气液混输泵不同导叶叶片数及不同含气率时的流场进行数值模拟,得出混输泵叶轮、导叶压力场及速度分布,进而得到不同工况下整机效率及相对扬程曲线.经分析在不同含气率下,各导叶叶片数的效率及相对扬程均随着含气率的增大而降低;在相同含气率下,导叶叶片数为13时整机效率明显高于其他2种情况的整机效率,相对扬程也是在导叶叶片数为13时最大,且9叶片数情况要稍好于15叶片数情况.由此表明选用导叶叶片数为13时可以提高气液混输泵的整机性能.     

导叶叶片出口安放角对混输泵性能的影响

为了探讨研究出混输泵整体性能最优时的导叶叶片出口安放角值,以自主研制的第三代YQH-100气液混输泵为研究对象,利用Fluent软件中的多体坐标系、标准k-ε模型、Mixture模型及SIMPLE算法,对混输泵导叶叶片出口安放角分别为60°、70°、80°、90°的4种情况,气体体积含气率分别为0、10%～90%的10种工况下进行三维流场数值模拟,绘制混输泵相对扬程、效率随含气率变化曲线.结果表明,导叶叶片出口安放角大小对前级动叶压力面和下级动叶吸力面的流动影响较大;混输泵导叶叶片出口安放角为60°时混输泵整体性能最优.     

多模块构架式空间可展开天线结构参数优化

为降低卫星天线的发射成本,提高天线的展开刚度,以多模块构架式空间可展开天线结构的质量和1阶固有频率为目标函数,基于误差反向传播（BP）神经网络和遗传算法对天线的结构参数进行了优化.运用ANSYS软件对支撑桁架的结构参数进行了数值模拟,得到了与设计变量对应的目标函数值;通过正交试验设计,构建了用于神经网络训练和检验的样本集;按照BP算法的基本思想,调整网络模型的参数,建立了用于优化的预测模型;采用分目标乘除法,将多目标优化问题转变成单目标优化问题;采用遗传算法进行了优化分析,得到了支撑桁架各杆件的设计参数.结果表明：该优化方法在降低天线质量的同时,使结构的刚度得到了提高,为天线的结构设计提供了参考.     

平流式沉淀池优化设计模型

运用反向传播(BP)神经网络模型对已知沉淀池的建设费用进行函数逼近,以已知沉淀池的计算表面积S及计算体积V为网络的输入,沉淀池的建设费用为网络的输出,获取BP网络模型.对目标沉淀池采用回归正交设计方法,以沉淀池的长宽比k、沉淀时间t、效率η为设计因子,编制组合设计表,结合BP网络模型建立平流式沉淀池的费用函数,以该费用函数最小作为优化模型的目标函数,以沉淀池的各水力要素作为约束条件,建立沉淀池的优化设计模型.采用连续型的Hopfield网络对模型进行优化求解.通过实例验证,得出的优化设计方案与常规设计相比可节约费用8%.     

基于遗传算法-BP神经网络的径向式导叶多级泵水力性能优化

针对径向式导叶多级泵内部流动状态复杂多变而导致其水力性能曲线难以精确测量的技术难题,采用遗传算法(ge-netic algorithm,GA)迭代优化反向传播(back propagation,BP)神经网络的权值与阈值,构建了基于GA-BP神经网络的径向式导叶多级泵水力性能预测模型,以MD500-57型径向式导叶多级泵为研究对象,建立了输入层为13个神经元、隐含层为10个神经元、输出层为2个神经元的GA-BP神经网络,采用正交试验方法设计了试验参数的正交试验方案,运用数值模拟计算方法对正交试验方案进行求解,获得了试验参数的训练样本,并对神经网络进行训练与测试,计算了过流部件关键几何参数的最优组合方案.试验结果表明:优化后该多级泵在设计工况下扬程增加了2.4 m,效率提高了3.34％,且高效区范围变宽.     

模糊稳健优化设计中的神经网络技术

由于模糊稳健设计中的准则函数和约束函数是随机性可控因素与不可控因素的函数,其概率密度函数的表达式难以确定,故在优化设计中采用随机模拟方法.但采用遗传算法进行优化计算时,随机模拟消耗的机时很大,优化计算效率极低.为此,采用BP神经网络对模糊随机函数进行逼近,探讨了神经网络的构造与程序实现方法;用插装式溢流阀调压弹簧的模糊稳健优化设计问题进行了数值仿真与验证.实例表明,BP神经网络的仿真精度可以达到工程优化问题的要求,把遗传算法与神经网络技术相结合,可以有效地求解模糊稳健设计等复杂优化设计问题.     

双螺杆多相流混输泵内部回流机理分析

双螺杆多相流混输泵是用于油气混输的增压装置 ,回流是影响多相泵性能的重要因素 .通过对双螺杆油气多相流混输泵的几何解析 ,建立了不同形状回流通道的回流模型 ,回流量与压差、含气率有关 ,随着含气率的提高 ,回流量减少 ;压差增大 ,回流量提高 .可以利用气体的可压缩性 ,降低双螺杆多相流混输泵的回流量 ,从而提高其容积效率 .     

渔船减阻球鼻艏模型优化研究

为探究球鼻艏变化对渔船水动力性能的影响，在母型船直立艏方案的基础上，以总阻力为优化目标，进行增设球鼻艏设计.首先对渔船进行参数化建模，采用自由变形(FFD)方法对艏部的几何参数进行改造；然后使用拉丁超立方设计方法进行采样，将CFD数值模拟与BP神经网络相结合，建立以高度精确的数值模拟为优化特征的母型船预测模型；最后利用遗传算法对渔船进行目标优化，寻求总阻力优解的设计点.结果表明：基本船型配合增设优解的球鼻艏后，在3种航速情况下，总阻力分别减小0.30%、0.58%、1.02%.     

改进GA优化BP神经网络的电梯群控策略

在遗传算法优化BP神经网络的电梯群控系统基础上,利用遗传算法对候梯时间、乘梯时间、舒适度和运行能耗等评价函数进行搜索具有全局性的进化解,通过BP神经网络按照进化解权值进行寻优,从而获得全局最优解。为提高遗传算法的效率,在遗传操作过程中采用最优个体保存策略,同时采用了交叉率和变异率能够随适应度自动改变的自适应算法,提高了达到最优解的收敛速度。得出最优派梯方案,实现电梯的多目标优化调度。     

产品设计中的绿色设计

通过对目前产品在生产和使用过程中资源消耗以及对环境的影响的分析，提出了“绿色设计”，要求设计师把握设计的本质，进行设计创新，在产品设计中尽可能节约资源，突出绿色设计的根本目标，在产品造型、功能、选材等方面，符合绿色设计的原则。     

结构设计中概念设计方法应用的探讨

文章根据结构设计的步骤,阐述了概念设计在计算模型的建立、结构计算结果检验以及具体构件的设置等环节的应用,从而明确了结构基本概念的重要性和概念设计应用的必要性。     

产品设计中的绿色设计

通过对目前产品在生产和使用过程中资源消耗以及对环境的影响的分析,提出了"绿色设计",要求设计师把握设计的本质,进行设计创新,在产品设计中尽可能节约资源,突出绿色设计的根本目标,在产品造型、功能、选材等方面,符合绿色设计的原则.     

现代主义设计风格在工业设计中的演变

18世纪的工业革命直接催生了现代设计,现代主义设计风格作为一种主导风格在现代设计近100年的发展史中,经历了产生、发展和走向后现代的过程,这一期间不断受到各种设计思潮的影响和挑战,但其在工业设计中仍一直处于主导地位。解析其演变历程,探其生命力依然旺盛的原因,展望设计未来的发展趋势,现代主义设计以其特定的合理内核和意识形态背景,仍将主导未来的工业设计。     

多学科设计优化在建筑工程设计中的应用

针对传统建筑设计阶段重信息执行、轻信息评价的现象,采用多学科设计优化技术,通过分析建筑设计阶段涉及的各学科特性及学科间的耦合关系,建立参数化建筑信息模型,在各局部最优解空间中快速搜索整体优化解.以简单长方形教室为算例,将系统划分为几何、结构、能源和经济4个子模块,给出设计参数与约束条件,并对结构和能源模型的优化做了分析,采用遗传算法加快优化方案的搜寻速度,表明多学科设计优化能有效地促进建筑设计整体的综合性能达到最优.     

集成电路工艺设计仿真平台的交互设计

本文介绍了集成电路工艺设计仿真平台的系统集成及交互功能设计等技术实现。该系统成功地使用诸多VB-API函数。完成了集成电路工艺设计仿真平台的系统集成研究。其研究与开发路线对实现适时性的CAD仿真环境的系统集成开发具有一定的可借鉴性。     

应急设计框架:卫星总体方案设计

以卫星有效载荷总体方案变型设计为背景,探讨在人为或自然灾害的非正常情况下的应急设计方法．首先给出应急设计系统定义,然后给出实现应急设计基本依据：一是基于演化算法、Agent、人机结合和协同设计理论;二是仿蚁群社会应急行为．本系统的关键是,构造基干人与演化算法相结合的Agent（human—computer cooperation Agent,HC—Agent）,进而基于混合P2P网络模型构成多HC—Agent的协同设计系统,以使该应急设计系统具有抗干扰、自适应、快速响应的设计能力．     

建筑结构设计中的概念设计与结构措施

针对目前建筑结构设计当中墨守成规的现象,提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的创造性,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制.     

建筑结构设计中的概念设计与结构措施

针对目前建筑结构设计当中墨守成规的现象，提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的创造性，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制．     

基于以用户为中心的设计理论的交互式实验教学设计

为了在交互式实验教学中有针对性地提高实验教学设计质量,提出了以用户为中心的设计思想应用于实验教学设计中。在教学设计中将学生作为整个教学设计的核心,发现学生对教学设计的真正需求,在学生共同参与下进行迭代式的实验教学设计。通过实践证明,该方法解决了实验教学设计中忽视学生真实需求的问题,为改进课程实验教学设计,提高实验教学质量提供有效途径。