设计优化可视化研究综述

现代设计优化技术日益复杂,可视化技术的引入对促进优化技术在工程中的普及与应用,提高设计质量与优化效率具有重要意义.首先分析了设计优化中存在的未知因素多、求解不透明,优化效率低、结果分析不直观等问题,阐述了设计优化可视化概念,综述了国内外研究现状及发展趋势,建立了设计优化可视化功能框架,分析了设计优化可视化系统实现的技术难点,论述了综合应用多种可视化方法,多角度解决问题的技术策略.     

基于相位编码波形捷变和CFAR技术的抗同频干扰

同频干扰具有压制干扰和欺骗干扰的特点,是一种较难对抗的雷达干扰方式,而灵活的波形设计是抗同频干扰的一种新途径。本文对同频干扰的机理和信号特性进行了分析和总结,而后研究了两级相位编码信号变波形脉压失配后输出信号的特点。在此基础上提出了利用相位编码变波形联合恒虚警(constant false-alarm rate, CFAR)技术抗同频干扰的方法,通过合理设置相位编码波形和匹配压缩滤波器,使同频干扰信号处于脉压失配状态,再通过CFAR处理滤除干扰信号。仿真结果表明,合理设置相位编码波形并配合CFAR检测处理,能够有效地从同频干扰中提取出有用的目标回波信号,并且对强同频干扰具有较好的适应性。     

基于3SF技术嵌入式软件可靠性定性仿真分析

针对嵌入式系统软件可靠性设计中存在的失效问题,从可靠性的概念和特点入手,将“3F”技术—故障模式影响及危害性分析FMECA,故障树分析FTA和故障报告、分析与纠正措施系统FRACAS引入到软件可靠性定性分析中,称之为“3SF”技术。深入研究了3SF技术在软件可靠性定性分析中的应用,给出软件FMECA和FTA分析实例,并对将两者与软件FRACAS的结合作了研究。     

基于知识的产品协同设计系统体系结构研究

从产品生命周期的视角，提出基于分布式广义知识库系统支持的产品协同设计系统的体系结构，该结构包括三个层次：基础层、应用层和决策层。研究基于知识的工程系统支持CAD协同、产品信息建模及可视化仿真的方法，系统论述各层次的设计数据管理和交换机制。在基于知识的工程环境下，研制面向产品生命周期的协同设计系统框架。给出断路器开发实例，实现其生命周期协同开发的数据和知识的交流与共享。     

基于自适应进化粒子群算法的多目标优化方法

提出一种自适应进化粒子群优化算法(AEPSO),以提高多目标优化 PSO算法的性能.AEPSO算法把非支配排序技术、自适应惯性权重和特殊的变异操作引入到PSO算法中,来提高算法的全局搜索能力和粒子的多样性.与常用的整体加权方法来处理多目标优化问题不同,AEPSO算法采用非劣解排序来引导粒子的飞行,以改进算法的收敛性,同时采用特殊的变异操作防止早熟收敛并增加优化解的多样性.所提算法的有效性经过四种代表性benchmark函数进行验证,并与几种典型同类型算法进行比较.该算法已成功地用于合金材料的多目标优化设计.实验结果表明AEPSO算法能够较好地兼顾收敛精度与优化解的多样性,满足多目标优化设计的要求.     

基于MLFMA的飞行器电磁散射特性分析

文章通过计算结果与测试结果、金属球双站RCS的Mie级数解结果的对比,证明开发的多层快速多极子算法程序可用于飞行器不同布局电磁散射特性研究;采用该算法求解分析几种飞行器典型布局沿方位角变化时的电磁散射特性,由不同角域内的算术均值、曲线趋势研究了各种布局的优缺点和相应的作战任务;从飞行器外形结构出发,分析了RCS曲线分布的原因,并提出根据作战任务进行飞行隐身设计的思想。     

一体化核反应堆套管管束式换热器设计与试验

建立了套管管束式换热器的计算模型,以便进行该种换热器热工水力学设计计算和结构优化。利用该模型,研究了一体化核反应堆自然循环和强迫循环两种工况下该换热器的比表面、传热系数、体积比功率等特性,确定了优化方向。以自然循环工况下,管心距为15.8~16.4 mm时,该换热器特性最优的分析结果为依据。加工了19根传热管组件的实验本体,在清华大学核能与新能源技术研究院进行了相关的热工水力学试验。试验所得传热系数,阻力降在未引入任何经验常数的情况下,分别与计算结果偏差小于5%、10%。     

Optimization of Multi-Criteria Experiments with Fuzzy Results

Introduction To reach a best quality product, experiments and an op- timized design of experiments are required in an inte- grated quality management system. The best quality level of a manufacturing process or product is defined not only by one, but by m…     

遗传算法在近圆轨道编队设计中的应用

椭圆参考轨道的卫星编队队形设计比圆参考轨道要困难得多,有时很难找到符合队形要求的初始条件。基于L aw den方程,给出了利用遗传算法设计椭圆参考轨道情形下的星下点圆形编队设计方法。由于参考轨道为大偏心率椭圆轨道时不存在圆形星下点队形,只讨论了参考轨道为小偏心率椭圆的情形。与对圆参考轨道的C-W方程初始条件进行修正的方法相比,该方法有更高的设计精度。最后使用脉冲推力模型求解了椭圆参考轨道编队的能量最省队形重构的轨迹规划问题。结果表明,遗传算法可以很好地应用于小偏心率参考轨道编队的队形和重构轨迹设计中。     

基于组合优化策略的离心泵叶轮优化设计

为了缩短水力机械的水力设计周期和提高设计效率,提出了一种水力机械全三维的优化设计体系,实现了叶片参数化设计、网格划分、CFD计算和后处理的过程全自动集成。采用了遗传算法(GA)全局探索、响应面(RSM)近似建模和二次序列规划方法(SQP)局部寻优的二阶组合优化策略,达到了高效优化设计水力机械叶轮的目的。利用该优化设计平台,以离心泵叶轮水力效率最大化为目标函数,以影响叶片形状的多个几何参数为设计变量,对离心泵叶轮进行了优化设计。优化设计后叶轮水力效率由原来的89.8%提高到92.4%。