摘要：本文研究在满足可靠性要求时的结构优化设计方法。首先分析结构的主要破坏模式,对每一个主要破坏模式用可靠性指标表示结构的可靠度。可靠性指标是设计变量的函数,将其线性化,在各主要破坏模式的可靠性指标均满足要求的条件下,使结构重量最小,形成一个线性规划问题。由此解出结构满足可靠性要求的优化设计变量。进而考虑各主要破坏模式的相关性,检查结构的可靠度能否满足要求,并对优化设计变量进行修正。通过算例证实本文提供的方法是在满足可靠性要求时结构优化设计的有效的工程方法。

摘要：运用多学科设计优化方法,根据飞行器设计中遇到的实际情况,提出三类基本的飞行器多学科设计优化问题:耦合、信息单向传递、独立。一般的飞行器设计问题可以视为提出的这三种基本类型的组合。以设计实例对这三类问题的数学模型及解决方案进行了深入分析。介绍了协同优化方法的设计思想,并提出了应用协同优化方法解决上述三类问题中最复杂的耦合问题的具体计算结构。应用该计算结构,可以避免求解耦合方程组并实现各学科并行设计,提高了计算效率。

摘要：Design for modem engineering system is becoming multidisciplinary and incorporates practical uncertainties; therefore, it is necessary to synthesize reliability analysis and the multidisciplinary design optimization （MDO） techniques for the design of complex engineering system. An advanced first order second moment method-based concurrent subspace optimization approach is proposed based on the comparison and analysis of the existing multidisciplinary optimization techniques and the reliability analysis methods. It is seen through a canard configuration optimization for a three-surface transport that the proposed method is computationally efficient and practical with the least modification to the current deterministic optimization process.

摘要：指出用常规优化方法对复杂工程系统进行优化设计时面临的效率、精度和复杂信息交换等三方面问题,并结合复杂工程系统的优化计算过程,详细分析产生这些问题的原因。采用响应面方法,构建一种逐步逼近的序列响应面迭代优化计算格式。该方法使优化进程中复杂的系统分析模型被响应面模型所取代;同时还构造了一个系统数据库,在每一迭代步都有新的数据加入到该数据库中,响应面模型根据扩展后的数据库不断更新从而逐步逼近真实模型。为在保证精度的前提下减少计算量,提供一种加入数据库中新数据的选取方法,利用此方法实现了一大型运输机机翼的气动-结构一体化优化设计,计算结果表明该方法的有效性。

摘要：从几何角度分析协同优化方法,并据此提出一种新的系统级优化模型,相对于代数分析,几何分析更简洁直观。分析学科级优化的几何意义,指出在学科级优化中最优设计点是距系统级提供的目标点最近的点,同时根据几何分析还能在该最优点处方便地获得主动约束边界的梯度,基于该最优点及此点处的梯度信息,可以构造出主动约束边界的一个线性近似并提供给系统级。随着迭代的进行,更多的线性约束将加入到系统级优化中,这一系列线性近似的组合构成的设计空间逐步逼近了原问题的设计空间。采用基于几何分析的协同优化方法对一齿轮减速箱进行优化设计,并将设计结果与传统协同优化方法的设计结果进行对比,研究结果表明,本方法在保持计算精度的前提下提高了计算效率。

摘要：将多学科设计协同优化方法与近似技术相结合,实现某机翼涉及结构和气动两个学科的设计优化。在对某机翼的协同优化设计中,采用基于均匀设计的二次响应面技术得到近似的协同优化模型,利用基于动态松弛近似的协同优化得到合理的结果。研究表明,将协同优化方法与近似技术相结合,能够有效地解决复杂工程的设计优化问题。

摘要：分析了基于全局敏度方程的并行子空间优化算法容易发生收敛过程振荡和优化早熟的原因,在保持原算法减少约束个数和降低设计变量维度优点的条件下,进行了以下方面的改进:①去除了可能导致收敛过程振荡的折衷系数;②将可能导致优化早熟的固定累积约束参数设置为自适应可变参数。算例表明改进后算法收敛性能有很大提高。将该算法用于某通用航空飞机的概念设计,考虑气动、重量和性能3个学科,很好地解决了各学科间复杂耦合带来的计算困难,证实了该算法的有效性。

摘要：物理规划方法是一种高效的设计优化方法,它与设计者的工程经验紧密联系,能以较低的计算代价获得真实反映设计者偏好的折衷解,对解决多目标优化设计问题具有重要意义。将物理规划设计方法与稳定、高效的粒子群优化算法相结合,有效地求解多目标优化问题中的折衷非劣解。通过求解数值算例和民用飞机方案设计问题,验证了该方法的有效性。

摘要：翼型的稳健设计就是要考虑环境中不确定因素的影响，提高翼型的性能，同时保证翼型性能对环境因素的变化不敏感的设计方法。本文应用响应面模型，通过减小翼型在不确定因素变化范围内阻力系数的均值和方差，构建了一个有效的翼型稳健设计的方法。应用本文的方法，选择马赫数作为不确定因素，假设马赫数在0．7—0．8间均匀分布，在满足升力约束条件下最小化阻力系数，结果证明本文的方法进行翼型的稳健设计是可行，高效的。

摘要：提出了一种采用基于决策树的贝叶斯网络表示各变量之间条件相关性的分布估计算法：Pareto强度值实数编码多目标贝叶斯优化算法（PSRCMBOA）。通过构建这样的网络模型,继而对模型进行抽样以产生新个体。再对生成的新个体进行变异操作,以增加种群的多样性,提高算法的搜索能力。这种生成新个体的方法结合基于强度值的适应度计算方式以及截断选择机制,可以获得很好地逼近多目标问题的Pareto前沿,且分布均匀的非劣解集。对于约束多目标优化问题,算法采用带约束支配关系判别个体的优劣。文中用3个较难的测试问题验证该算法的性能,并将其应用于Clipper飞船返回舱的气动布局多目标优化设计。PSRCMBOA对3个测试问题找到了很贴近Pareto前沿的非劣解集。对于Clipper飞船返回舱,算法获得了分布较宽且均匀的非劣解集。分析发现,为获得高升阻比,返回舱球头半径应选择在0.155-0.165 m之间、前锥半锥角应选择在20°左右、头锥底到返回舱底部的距离可选择在3.6-4.4 m之间、柱段长可在1.2-1.5 m之间。优化结果表明,该算法能够获得高质量的非劣解集,是一种有效的多目标优化算法,能够用于对复杂的工程问题进行优化设计。