摘要：针对基于极限平衡模式而建立的边坡稳定可靠度功能函数的隐式特征及其导致的可靠度求解等问题,首先利用kriging插值预测方法,以极限平衡理论的Janbu算法为例,建立了边坡稳定可靠度功能函数的新型显式代理模型;然后将拉丁超立方试验抽样设计方法、Janbu算法、几何可靠度指标计算三者结合起来,研制了该代理模型的求解程序;构建了基于kriging插值预测的边坡稳定可靠度近似分析新方法。选用某著名边坡算例,将本文方法分析结果与基于蒙特卡洛法的精确解进行了对比,两者的相对误差为5.21%,但前者计算工作量不到后者的万分之一,表明了代理模型方法的实用性和有效性。最后用代理模型方法分析了衡桂高速某段路堑边坡的稳定可靠性,表明本文方法计算结果能够满足工程精度要求,具有一定的应用价值。

摘要：计算复杂结构的抗震可靠度需要进行大量仿真分析因而计算成本较高,使用代理模型拟合功能函数可以提高计算效率,但如何在提高工程结构可靠性分析效率的同时保证计算精度是一个值得研究的问题。提出一种基于kriging模型的可靠性分析方法,其以较少次功能函数的计算建立kriging代理模型,通过加点采样来提高功能函数代理模型的精度,结合Monte Carlo模拟得到失效概率的近似值。分析了2个数值算例,结果表明该方法是高效的和准确的。将其应用于巨-子型有控结构的抗震可靠度计算中,其中考虑了结构和地震作用的随机性,分析结果表明该方法是一种适用于复杂建筑结构可靠性分析的有效方法。

摘要：为了解决水下滑翔机复杂外形的优化设计问题,在提高其升阻比的同时提高kriging代理模型的优化效率,提出一种自适应代理优化算法。该算法分别使用提出的改善并行期望改进准则(Parallel Expectation Improvement,PEI)和改善概率准则两种加点准则进行全局探索;使用最小代理模型预测(Minimizing Surrogate Preduction,MSP)准则进行局部探索。并根据新样本点和已知样本点的关系来实现全局探索和局部探索的切换。通过数学算例将所提算法和最大期望提高(Expected Improvement,EI)准则、多点期望提高准则(Multiple Expectation of Improvement,q-EI)、最大期望概率提高准则进行对比,结果表明,优化算法收敛更快,精度更高。最后,采用该优化算法对水下滑翔机外形进行优化,最大升阻比提升了19.37%。

摘要：为研究某款批量使用的水冷散热器热阻及流阻特性,利用ANSYS软件对其进行热流耦合仿真分析,搭建试验平台对仿真分析结果进行试验验证,仿真分析结果和试验结果误差小于6%,具有较高的一致性。为优化水冷散热器热阻及流阻特性,提出了热阻、流阻最小化的设计目标,结合相关性分析、采用kriging方法构建响应面模型,利用AMGA优化算法对水冷散热器内部流道结构进行多目标优化设计,通过仿真分析计算得出了最佳的优化方案,与优化前方案相比,优化后的散热器热阻减小7.64%,流阻减小27.72%,实现了散热器最优化设计目标。

摘要：传统的气动计算方法计算繁琐、计算效率低,不适应于乘波体多学科设计优化,通过建立气动代理模型可以很好地解决气动计算精度和效率的矛盾。利用面元法进行气动估算,采集了锥导乘波体在设计点、非设计点的气动特性作为训练数据,构建了kriging和LS-SVM代理模型,对比了两种模型对此高维问题的代理效果。结果表明,kriging代理模型能更准确地表达锥导乘波体的气动特性,应用代理模型进行优化等工作的计算效率与传统气动计算方法相比有显著的提高。

摘要：为了提高复杂工程场地土石方量的计算精度,并使得挖填方的位置和方量实现可视化以利于工程设计,采用kriging空间插值方法,并借助AutoCAD的3维实体建模技术,通过空间加密建立精确的AutoCAD 3维实体模型,利用实体模型当中图元的布尔运算操作建立复杂工程场地土石方量计算方法,分别对土方量和石方量的挖填方量的具体数据进行精确计算,并实现工程土石方量的可视化设计。最后工程实例成果表明土石方量计算误差在0.5%以内,计算精度远大于规范要求的3%,且工程建设依照可视化成果进行挖填方施工,大大提高了施工进度和效率。

摘要：为快速分析固体发动机金属材料壳体轴压屈曲的线性及非线性临界载荷,提出了一种基于PSO-kriging方法的壳体屈曲特性快速预测代理模型。首先,通过优化的拉丁超立方试验设计方法采样得到500个壳体设计方案;然后,利用ANSYS软件对壳体屈曲特性响应值进行批量计算;最后,基于PSO-kriging方法,根据已知试验设计样本的输入变量及输出响应数据,构造形成了固体发动机金属壳体轴压屈曲特性代理模型。分析结果表明,该代理模型的屈曲特性预测时间小于1 s,预测结果与ANSYS仿真结果相比,最大相对误差不超过10%。

摘要：随着复合材料及其工艺技术的发展,比强度高、绝缘性好、耐腐蚀性强、可设计性优的纤维增强聚合物基(FRP)复合材料杆塔得到越来越多的关注。本文针对12 m高的玻璃纤维增强聚氨酯复合材料电杆现有工艺建立了抗弯数值模拟模型,进行了标准弯矩下的弯曲仿真分析,并利用PUCK准则预测复合电杆的整体性能。求解结果表明,优化前在标准弯矩下复材电杆最大挠度值为1270.4 mm,与弯曲试验结果的相对误差为6.31%,说明本文建立模拟模型可以准确预测复材性能;PUCK准则的IRF因子为1.42,表明电杆可能发生剪切破坏。为了进一步提高复材电杆的刚度和使役性能,利用kriging算法构建挠度仿真模型二阶响应面,进行基于NSGA-Ⅱ算法的最优铺层角度组合优化设计。优化后标准弯矩下复材电杆最大挠度值降为1050.2 mm,与试验值1029.0 mm的相对误差为2.06%;PUCK准则显示IRF因子降为0.76,电杆可靠性大大提高。利用数值模拟和优化方法优化缠绕角度,可在提高纤维增强复合材料的刚度的同时降低复材破坏风险。

摘要：用近似模型来代替真实模型可以减少大量的计算时间,保证优化过程的可行性,但需要保证近似模型的精度满足要求。近似模型精度越高,优化的结果可靠性也就越高。基于微型客车正面40%重叠可变形壁障碰撞有限元模型,选取车身前部对碰撞性能影响较大的10个板料厚度作为变量,把B柱下端加速度、总质量、仪表板管梁处侵入量、前围板转向柱孔处侵入量及下前围板离合器踏板处侵入量作为响应值。利用拉丁超立方试验设计方法选取70个样本点,建立了设计变量与响应的近似模型,比较了响应面、径向基神经网络、kriging、正交多项式4种近似模型响应的误差散点图、平均相对误差和决定系数。结果表明:响应面近似模型和径向基神经网络近似模型在B柱下端加速度峰值、前围板转向柱孔处及下前围板离合器踏板处侵入量的预测精度未在可接受范围内;正交多项式近似模型质量响应精度较高,但其余各响应的精度并不能满足要求,且3种近似模型预测精度受响应量与变量的线性关系的影响明显;而kriging近似模型各响应的预测精度均满足要求,受线性关系影响较小,故选择kriging近似模型代替原模型。最后用粒子群算法对kriging近似模型进行优化,结果表明:kriging近似模型预测结果与有限元结果拟合精度高,其优化结果达到预期目标。

摘要：ArcGIS和IDRISI两个软件实现了将地统计分析功能整合到GIS中,但是它们的功能和操作性如何,还没有做过较详尽的比较讨论。文章运用深圳市自动气象站31个站点2005-9-23140000时实测气温数据图层,采用相同的各项参数,对比分析了ArcGIS和IDRISI在半方差图表的设计、数据空间结构特征分析和提取(主要是各向异性和趋势分析和处理)、预测点邻域定义和普通克利金插值等方面实现的特点。结论是,ArcGIS自动化程度高,更基于算法;IDRISI自动化程度低,更基于知识。