基于满意度原理的多学科协同优化

由于多学科设计优化涉及众多复杂因素，各个学科需要满足的约束是不同的，而系统级通常采用一致性约束来保证学科级共享、耦合变量及目标值的一致,在很多情况下共享、耦合变量及目标值满足了约束，但是各个学科获得的并不是本学科的最优解．本文采用满意度原理设计协同优化的系统级目标函数，综合考虑了学科级优化解的满意度和共享、耦合变量及目标值对于一致性约束的满意度，以增强协同优化的综合处理能力．齿轮变速箱优化实例表明该方法是可行有效的．     

多学科协同设计系统的协商策略模型

分析多学科协同设计系统中协商的特点，提出博弈论和协商理论在协商策略中的应用．对协商策略进行参数化、公式化，通过对参数及公式的处理实现推荐方案的形成，从而指导协商过程向收敛方向进行，并保证系统的利益最大化．实践证明，该协商策略可行有效，对整个协同设计过程的顺利进行起到了关键性的作用．     

多学科变量耦合优化设计方法

基于多学科设计优化原理,提出了面向非层级复杂系统的多学科变量耦合优化设计方法,阐述了其优化设计的基本思路和工作原理.通过设置理想耦合点,构造了耦合函数,使子系统在各自独立优化设计的同时,在系统级的协调下达到耦合关系的满足,并使系统得到总体上的优化.在梳齿式微机械加速度计的优化设计中,对该方法进行了验证.     

产品多学科协同设计中语义通讯的研究

针对多学科协同设计中的语义失配问题,以及设计者间的语义通讯进行了研究,提出了一种多层结构的语义通讯模型,基于XML设计开发了多学科语义协商的通讯语言,设置了开放的行为原语集和消息类型模板库,基于OWL构建了多学科设计者的共享本体,以促进多学科设计者对共同概念的理解达成一致,并给出了实例分析.     

产品多领域协同设计中协同分析及量化研究

分析产品多领域协同设计的形成历程及其协同特性;根据产品多领域协同设计过程中协同的全方位性构建三维协同模型;根据设计任务间的信息协同,进行协同度定义和量化表达;提出基于协同度的耦合任务集撕裂规划方法,并应用于"新型自驱动式电缆牵引机"设计实例,从而验证了该方法的有效性.     

复杂产品多学科模型的协同仿真求解算法研究

在数值计算领域求解大型常微分方程组时通常采用分解算法,类似地,在多学科协同仿真中系统模型往往被拆分成多个子模型并采用多个求解器进行求解.基于以上相关性,研究了多学科协同仿真算法的基本原理,在微分方程组合算法的基础上提出了基于联合仿真步的组合算法,给出了算法的形式化描述和原理说明,并通过一个具体实例验证了算法的有效性.     

基于并行子系统的飞行器多学科稳健优化设计

研究了并行子系统稳健优化设计方法在飞行器设计中的应用。分别采用并行子系统稳健优化设计、系统分析和并行子系统分析3种不同方法进行了计算,得出的稳健结果表明并行子系统稳健优化设计方法优于其它2种方法。该方法主要有3大改进:一是在MDO环境中,增加了不确定性的分析;二是允许系统层使用离散变量;三是在系统协调过程中,采用人工神经网络的响应面提供定量的近似信息。     

多学科优化设计在柴油机设计上的应用

多学科设计优化方法是一种新的针对复杂工程系统设计的获得整体最优设计方案的方法.本文研究如何在柴油机的设计中采用协调优化方法对系统进行建模和多学科综合设计优化,并通过实际的设计应用,证明协调优化方法可以通过合理配置设计参数,实现柴油机的优化设计,综合提高柴油机的经济性、技术性能、可靠性及使用寿命.     

基于高精度模型的机翼气动结构多学科设计优化方法

利用低自由度协同优化方法对轻型飞机机翼进行了气动/结构多学科设计优化,气动和结构两个子系统实现了并行,其中气动分析采用CFD软件Fluent,结构分析优化采用有限元软件MSC.Patran＆Nastran。建立了基于Catia、Gambit和Fluent等通用软件的气动自动化分析模型。提出了利用三系数四次响应面模型拟合机翼上的升力分布以实现不同子系统并行和气动力的传递。以气动自动化分析模型和三系数四次响应面气动载荷分布模型为基础,提出了面向高精度气动分析的气动分析代理模型的建立方法。机翼优化结果表明LDFCO/V1方法可以成功地利用高精度模型实现机翼气动/结构多学科设计优化。     

飞行器概念设计中多学科优化模型的研究

多学科优化技术的发展有效地提高了飞机的设计水平,同时提高了设计人员对非常规布局飞机的设计能力。以一种双后掠飞翼布局飞机为研究对象,建立新的优化模型对其进行气动、结构优化。优化过程分为系统级优化和学科级优化。在系统级优化中,航程定义为飞机全局性能指标。在学科级优化模型中,把升阻比和展向气动载荷分布的综合气动性能作气动学科优化目标,结构重量作为结构优化目标。优化结果表明,优化模型可以高效的运行,优化方案更接近最优解。