摘要：对于采用多点支撑的大口径空间反射镜,反射镜支撑点位置的最优布局是提高反射镜面形精度的重要方面。在Isight优化平台上,应用响应面近似模型对某2 m空间反射镜进行了支撑点位置优化。首先,利用经典理论公式确定的支撑点位置进行了反射镜结构初步设计;其次,利用Isight软件过程集成和流程自动化功能,建立了包括反射镜有限元模型更新、计算、评价的优化平台;最后,采用响应面近似模型研究了反射镜的支撑点位置优化问题,建立了光轴方向重力工况下反射镜面形精度rms与支撑点位置的关系。结果表明,优化后反射镜面形精度rms值为7.3 nm,比初始rms值23 nm减小了68.3%,优化后结果满足项目指标要求。所提出的优化方法提高了反射镜设计的合理性和效率,为大口径反射镜结构优化提供了一种新的思路。

摘要：针对有限元模型应用于优化设计时效率低的问题,提出了一个环肋圆柱壳结构优化设计策略.该策略用APDL语言建立参数化结构有限元分析模型,并根据设计要求选取设计变量,用试验设计的方法在设计变量空间里选取样本点并进行结构分析,得到各样本点的响应.最后用这些样本点和响应建立起结构质量和应力的二阶多项式模型,并对响应面模型采用罚函数法进行优化获得最优解.结果表明,所提方法提高了结构的强度利用率,缩短了优化时间,研究结果对实际应用有参考价值.

摘要：针对潜器的艇型优化,研究了试验设计、响应面模型技术和多目标优化算法.选择了决定回转体艇型的6个参数,将阻力数值计算结果进行数据回归,建立阻力、体积与型值的二阶多项式响应面模型.然后将阻力最小与体积最大作为回转体艇型优化的两个目标,研究了多目标遗传算法,并给出了Pareto最优解集.结果表明,在艇型优化过程中采用近似模型,不但效率得到提高,优化的效果也能得到保证.由数值计算结果建立的回转体艇型阻力估算公式以及艇型变量对阻力的影响关系可以为后续设计带来一定的参考价值.

摘要：本文主要研究一种梯度响应面模型及其在气动优化设计中的应用.目前应用广泛的多项式响应面模型是连续可导的,采用梯度信息构造完全二阶多项式响应面模型,所需样本数与设计参数个数呈线性关系.首先通过改进实验设计方法,快速生成满足精度要求的样本并确定梯度响应面模型.随后通过函数实验验证梯度响应面模型的精度,及该模型在多极值函数最值搜索中的有效性.最后由伴随方法快速求解气动优化设计目标函数的梯度信息,并开展基于梯度响应面模型和复合形法的叶片压力反设计和效率优化设计.结果表明:基于梯度响应面模型的优化方法在全局最优及提高优化效率两方面均有出色表现,基于该优化方法的气动优化设计能够显著改善叶片的气动性能.

摘要：针对传统算法在锯片声学特征优化中的局限性,提出了一种将二阶响应面模型与混合算法相结合的优化设计方法。在设计区域内应用D-optimal试验设计法抽取样本点,分别通过显式算法获取锯片声学、应力响应以及隐式算法获取锯片变形量,并用试验验证了数值模型的准确性,然后建立了由6个变量参数所决定的锯片的声学、应力以及刚度的二阶响应面模型;利用自适应模拟退火法和蛙跳混合算法对响应面模型进行循环逼近,获得了设计变量影响度以及最优结果。结果表明,在保证刚度和应力许可条件下,通过有限次数值分析,经全局优化后的最佳结构可降低空载噪声4~7dB。数字算例表明,该方法适用于旋转类刀具的声学性能优化设计。

摘要：提出了一套适用于高耗时三维气动设计问题的优化设计体系。其主要思想是采用改进拉丁超立方体试验设计选取样本点,应用自行开发的三维粘性流场求解程序进行流场计算建立数据库,采用二次响应面方法建立近似模型,再应用高效模拟退火算法进行全局寻优。以NASA rotor67为对象,在详细进行流场计算基础上采用所提出的优化体系对其进行了三维积叠优化设计。在对流量、效率加以严格约束的条件下,总压比可提高1.8%,对流场结构进行了分析。优化结果表明本优化方法省时,适于三维气动设计的特点。

摘要：建立了薄壁构件的结构耐撞性优化模型 ,通过试验设计在设计空间中选择少量样本获得设计的响应特性 ,建立响应面模型 ,并应用Pareto遗传算法进行结构耐撞性的优化设计。

摘要：建立了二维高超声速进气道的响应面模型,样本点设计矩阵采用拉丁超立方试验设计法构造,样本数据通过二维粘性NS方程计算高超声速进气道流场来获得。基于进气道响应面模型,对进气道进行了多目标优化,优化后进气道在设计态和非设计态时均提高了总压恢复系数、流量系数和压升比,但也增大了阻力系数,总体上进气道综合性能有明显改善。计算表明,基于响应面模型的优化策略,能够满足进气道流道优化对计算精度和计算量的要求。运用多学科设计优化软件框架iSIGHT作为建模和优化的辅助工具,提高了优化设计的实现效率。

摘要：中空型行波超声电机柔性转子由于结构复杂,因此存在设计空间较小、转子与定子接触界面接触不均匀、转子变形后内应力较大等问题。该文首先利用有限元方法建立转子尺寸参数化有限元模型;然后用拉丁超立方(LatinHypercube)随机抽样法,在设计空间内建立响应面模型;最后,利用自适应遗传优化算法(self-adaptive genetic algorithm,SAGA)基于响应面模型得到设计空间内的全局最优解。为了验证优化结果的合理性,设计了定子外径为ф70 mm,陶瓷片内外径尺寸分别为ф55 mm和ф70 mm的超声电机配合该文设计的转子进行磨合实验。实验证明,经过优化设计得到的转子与定子之间接触更均匀,转子变形后内应力减小,转子变形空间更大。

摘要：建立了高超声速低温(HYLTE)喷管的响应面模型,样本点设计矩阵采用正交试验设计法构造,样本数据通过3维粘性NS方程计算喷管光腔耦合段的多组分混合流场获得。基于HYLTE喷管响应面模型,对喷管进行了多目标优化,定义了综合性能参数,优化后喷管混合性能显著改善,综合性能明显提高。计算表明,基于响应面模型的优化策略,能够满足喷管优化对计算精度和计算量的要求。运用多学科设计优化软件框架iSIGHT作为建模和优化的辅助工具,提高了优化设计的实现效率。