摘要：建立良好的优化方法,是多学科设计优化(multidisciplinary design optimization,MDO)求解的关键和难点。结合具有全局搜索能力的遗传算法和局部收敛特性的复形调优算法的优势,建立了全局优化算法,并将全局优化算法应用于多学科可行(multidisciplinary feasible,MDF)方法的多学科分析模型求解,建立了两级优化MDF(double optimization MDF,DO-MDF)方法和单级优化MDF(single optimization MDF,SO-MDF)方法两种计算构架。以CASCADE系统产生的多学科问题求解为例,对比5种计算构架对MDO求解的优化结果,结果表明,DO-MDF、SO-MDF两种计算构架通过有效关联学科分析的前馈信息流表现出更好的计算能力。

摘要：针对船用高压比大流量增压器涡轮的多场耦合问题,综合考虑学科间耦合、相互影响,利用反距离加权平均插值函数实现气压、温度到结构域的传递,网格重生成技术实现结构变形向气动分析模型的传递,建立了考虑气动、传热、强度、振动几个学科的增压器涡轮多学科可行(MDF)分析模型,在优化算法的驱动下实现了多学科设计优化。在MDF分析模型中,经过3次迭代实现了耦合系统的求解;在优化过程中,针对造型参数众多所导致优化设计规模巨大的问题,开展造型参数的主效应分析,选取对性能影响的主要参数作为设计变量,以加权平均方法权衡各个学科之间的矛盾,实现增压器涡轮综合性能的提高。

摘要：将反一阶可靠性分析方法与多学科可行方法相结合,提出了一种适用于涡轮叶片复杂结构的可靠性及多学科设计优化方法.在优化过程中使用Kriging近似模型并不断提高模型精度,解决了多学科可行方法反复调用仿真程序进行多学科分析,计算量较大的问题.该方法将可靠性分析与多学科优化过程分离,提高了优化计算效率.以某型涡轮叶片的设计优化为例,对该方法进行了验证并与传统双循环方法进行了对比.结果表明,优化结果满足可靠性的要求,与双循环方法相比优化效率提高63.8%,证明了该方法在工程应用中的可行性和有效性.