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北京航空航天大学课件飞机总体设计 第十二讲 飞行器多学科设计优化。
基于双循环的涡轮叶冠多学科设计优化
多学科设计可行方法 可变复杂度建模方法 响应面方法 涡轮叶冠
2013/3/9
针对经典的多学科设计可行方法（MDF）的低效率问题，开展了利用可变复杂度建模方法改进MDF策略的研究.以涡轮叶冠为对象，综合考虑优化精度和优化效率，利用响应面方法近似高精度分析，简化计算难度，提高优化效率；合理引入可变复杂度建模方法，通过双循环结构优化策略周期性地调用高精度分析更新响应面方程来保证优化精度.基于双循环的涡轮叶冠多学科优化设计（MDO）表明，优化设计目标降低了1.4%，明显好于经典M...
为了对导弹进行多学科设计优化（MDO），建立了包含气动、推进、质量、控制和弹道的多学科分析模型，并采用协作优化对战术导弹多目标多学科设计优化问题进行了表述。针对多目标多学科优化设计问题的计算复杂性，提出了一种新的处理约束多目标优化问题的基于Kriging多目标遗传算法（MOKGA）。MOKGA 采用物理规划法将多目标优化转化为单目标优化，然后构建目标函数的考虑约束的 EI（Expected Imp...
以飞翼布局飞机总体设计为例,展示如何将多学科设计优化(MDO)方法有效地应用于非常规布局飞机总体设计。基于二级优化方法,提出一种飞机总体MDO实施流程。该流程包括系统级优化、子系统级优化(或评估)和多学科模型生成器3个部分。系统级优化的任务是优化全局设计变量,使系统目标最优。子系统级优化涉及的学科包括气动、隐身、结构、总体布置、重量和性能,其任务是调整局部设计变量,满足本学科的设计要求,并使本学科...
针对带子星航天器总体参数多学科设计优化(MDO)问题,进行系统任务分析和学科耦合关系分析。考虑有效载荷、轨道和结构等学科设计变量和约束条件,以航天器有效接近区和整星质量的综合指标为目标,建立MDO模型和相应分析模型。利用iSIGHT软件搭建求解平台,采用基于罚函数的协同优化(CO)算法对所建立的MDO模型进行仿真计算,并得到合理结果,验证了所建立的MDO模型的合理性和CO方法求解航天器MDO问题的...
基于物理规划的固体运载火箭多学科设计优化
固体运载火箭 多学科设计优化 物理规划
2009/10/27
固体运载火箭设计属于典型的多学科设计问题，为提高固体运载火箭设计水平和缩短研制周期，提出了基于物理规划的固体运载火箭多学科设计优化方法。建立了固体运载火箭多学科系统分析模型，以卫星轨道设计计算得到的运载火箭关机点参数和最小火箭起飞质量为设计准则，采用物理规划方法构造系统级火箭总体设计优化模型，以发动机总体性能指标为设计准则，采用物理规划方法构造子系统级发动机设计优化模型。通过系统级总体设计优化和并...
针对飞行器多学科设计优化对系统级建模的要求，提出了一种融合各学科模型的主模 型建模技术。采用结构—行为—功能三组元描述了多学科设计的概念模型，并指出MDO建 模所要解决的耦合问题。在此基础上，定义了多学科主模型。结合MDO的理论模型，建立了 由系统结构模型、系统功能模型、学科结构视图和学科功能视图组成的主模型，采用三个转 换模块在主模型内部解决多学科耦合问题。描述了基于CAD软件构建主模型的方法和...
运用低自由度协同优化的机翼结构气动多学科设计优化
多学科设计优化 低自由度协同优化 协同优化
2009/2/8
为了解决协同优化方法(CO)协调困难和计算量过大的问题，提出了低自由度协同优化方法(LDFCO)。LDFCO的系统级优化通过调整共享设计变量和辅助设计变量，使系统目标最优，并满足一致性约束条件。子系统优化通过调整局部设计变量，使子系统目标最优，并满足局部约束条件。子系统目标有2种形式：最小化本子系统的一致性约束函数和直接与系统目标有关的状态变量的加权和，或最小化一种不同于前者的一致性约束函数。着重...
针对现有的并行子空间优化框架存在的各子空间仅能有一个优化目标等局限，提出了并行多目标子空间优化框架。该框架将各个学科的优化问题由以往的单目标优化改进为多目标优化，使得每个子空间可以分配到多个优化目标、各子空间的设计变量可以重叠，并且在一次优化中就可获得优化问题的Pareto前沿。介绍了新框架的基本思想和流程，并且阐述了新的学科解耦、子空间的并行优化和系统级的设计变量综合方法。以一个飞机总体设计问题...