【摘 要】
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为了改进现有基于梯度和凸分离非线性近似函数的优化方法的计算效率和可靠性,同时完善现有基于对偶技术的结构拓扑方法,基于MMA近似式,提出了一种非线性优化问题的对偶求解方法;将其推广到涉及静位移约束和随机动响应约束的结构拓扑渐进优化设计.
【机 构】
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长沙理工大学汽车与机械工程学院,长沙410004 长沙理工大学工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校
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为了改进现有基于梯度和凸分离非线性近似函数的优化方法的计算效率和可靠性,同时完善现有基于对偶技术的结构拓扑方法,基于MMA近似式,提出了一种非线性优化问题的对偶求解方法;将其推广到涉及静位移约束和随机动响应约束的结构拓扑渐进优化设计.
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基于Boer多孔介质理论,建立了流体饱和多孔介质半平面的数学模型,给出了半平面问题的一个半解析解.作为应用,研究了一个具有有限厚度的半无限条,在周期波浪载荷作用下的动力学响应,并与采用微分求积方法得到的数值结果进行了比较.
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采用计算流体力学方法获取目标函数的高精度结果:为减小全局优化设计的计算开销,采用Kriging代理模型对耗时问题的响应进行预测;为了改进模型精度,提出了基于多目标优化前沿的多点加点方法,极大减少了CFD计算次数;以翼型阻力和横截面积为目标,采用基于分解的多目标进化算法进行全局寻优设计,得到了多目标优化前沿.最后采用CFD流场分析方法,从流动机理的角度验证优化结果的合理性与有效性.
为了合理解决应力集中问题,攻克近似等效优化模型等关键技术难题,提出了一套优化模型等效减缩和求解技术.形成了基于应力梯度及应力约束凝聚化的连续体结构拓扑优化技术,分别建立了相应的算法,给出了几个验证算例.