摘要：为提高IJ125-100-400-00型低比转速离心泵的水力性能,采用基于参考点的非支配排序遗传算法(nsga-Ⅲ)结合近似模型、数值模拟等方法对叶片进行了多目标优化。根据水力损失模型和灵敏度分析结果,选取叶轮出口宽度、叶轮出口直径以及叶轮出口角度3个参数作为设计变量;使用拉丁超立方抽样随机生成了60组设计方案,针对非简化模型进行了数值模拟,得到了对应的外特性值,并建立了高效的BP神经网络近似模型;最终采用nsga-ⅲ算法对近似模型进行了多目标寻优,得到了最优设计变量组合。研究结果表明:初始模型的数值模拟结果与实验值具有很好的一致性,两者在额定工况下扬程的绝对误差小于2.14%;BP神经网络拟合预测效果良好;优化后的离心泵水力效率提高了6.86%,扬程满足设计需求,泵内部流场明显改善。

摘要：为了提高采煤机滚筒的工作性能和设计效率,综合考虑采煤机滚筒尺寸约束关系及性能指标,提出了以装煤效率、截割比能耗和载荷波动为优化目标,叶片厚度、叶片螺旋升角、叶片头数、同一截线上的齿数和截齿安装角为优化变量的采煤机滚筒优化模型。采用nsga-ⅲ算法对提出的有约束多目标采煤机滚筒优化模型进行寻优,利用MATLAB开发了采煤机滚筒优化设计系统,以某公司截割实验的煤岩参数、工况条件为输入,通过采煤机滚筒优化设计系统得到滚筒最佳设计方案,该滚筒相对于MG500/1130WD采煤机滚筒,装煤能力提高了12.7%、截割比能耗降低了8.0%、载荷波动系数减小了20%。结合CAD技术以及初始图形交换规范(IGES)形成了完整的采煤机滚筒三维虚拟模型。

摘要：本文建立了泳池式低温供热堆堆芯最优临界棒位搜索方法模型,设计并编程实现了基于快速非支配排序的遗传算法。该算法以控制棒组棒位为输入,以临界偏离度、核热点因子、核焓升因子为目标函数,搜索出满足热工水力和安全限值的优化解集,为解决无硼控堆芯最优临界棒位搜索提供了新的途径。

摘要：针对传统多目标优化算法在高维优化问题中多样性不足、收敛速度慢,联合仿真优化的计算效率难以满足实际工程需求等问题,提出基于SPMD并行的nsga-Ⅲ联合仿真优化方法,由MATLAB优化器与FEM求解器构建联合仿真平台,通过调用多个求解器并行计算优化过程中的适应度函数,以提高面向复杂结构高维优化的计算效率。简单型材算例分析表明,在合理利用计算资源的情况下,提出的并行联合优化方法与传统串行方法相比,优化效率提高近一倍。以大型复杂机械结构高速列车车体侧墙为对象,建立多工况高维多目标优化问题,解析车体强度、刚度对侧墙结构不同区域型材厚度敏感性;对比分析Pareto解集,在侧墙质量减少0.96%的前提下,弯曲和扭转刚度分别增加了7.51%、5.39%,最大应力减少了12.18%。同时,相较于nsga-Ⅱ算法,nsga-ⅲ算法可为车体结构优化设计提供更多符合期望的优化解集。

摘要：为了减少工业制造中的碳排放,设计以生产过程碳排放最小、最大完工时间最小和总拖期最小为目标的多目标集成工艺规划与调度问题,建立相应目标的优化模型。针对建立的优化模型,提出一种改进的nsga-ⅲ算法,使用三段式编码方式解决工艺规划的柔性特征;使用变邻域搜索方法增强算法的局部搜索能力;引入Pareto解集更新策略,保存种群更新过程中的非支配解。在工艺规划阶段,以完工时间、碳排放最小为优化目标,为每个工件生成工艺路线非支配解集,并从中随机挑选非支配解输入到调度阶段;在调度阶段,对优化目标的模型进行优化,生成调度非支配解。使用测试实例对提出方法进行验证,并与现有算法对比,实验结果验证了本文算法找到的非支配解更接近真实的Pareto前沿。

摘要：为推动灌区的信息化,达到自动化灌溉以及系统24h监控的目的,以国内某灌区为研究对象,利用基于NSG-Ⅲ算法对灌区水资源调控系统进行优化,构建灌区水资源调度优化模型,并通过设计实验证明其有效性。对比实验结果表明,与nsga-Ⅱ算法比较,nsga-ⅲ算法的经济、环境成本比前者下降2.89%。此次设计的基于NSG-Ⅲ算法的灌区信息化灌溉控制调度系统在我国灌区信息化管理的领域,具有一定参考价值。

摘要：当多架无人机协同作战时,需要进行协同航迹规划,以提升任务成功率。将协同航迹规划中的约束转换为多个目标后,对nsga(Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm)-Ⅲ算法与势场蚁群算法进行融合设计。算法首先对地图进行势场构建,使距离障碍物较近的节点不易被选择,并且引导搜索方向。然后对航迹代价、空间协同约束和时间协同约束进行数学建模,转换为数值指标,并设置为nsga-ⅲ算法的多个目标。对nsga-ⅲ算法设计了临界层选择方法和进化算法等。最后在二维和三维栅格地图中,改进nsga-ⅲ算法利用各种群为各无人机搜索出期望的航迹。仿真实验表明,规划所得到的各无人机航迹安全且代价较小。

摘要：针对采用自然冷却的大功率永磁同步电机设计问题,提出了提高功率密度的设计方法,通过ANSYS Maxwell与Matlab联合仿真实现了针对永磁同步电机基于nsga-ⅲ算法的参数优化。为验证算法对于超多目标优化的有效性与先进性,同时采用了GA遗传算法与nsga-II非支配遗传算法对电机进行了超多目标优化,在综合考虑电机的输出能力、转矩脉动与整机重量的情况下,特别针对电机的铁耗与铜耗进行优化,尽可能地降低电机运行时产生的热量,延长电机安全运行时长。对这3种方法优化后的电机进行了性能分析与比较,结果表明,使用nsga-ⅲ算法优化得到的电机工作效率相比于优化前的电机上升了0.64%,降低了工作时产生的发热量,延长了电机的工作时长,证明了该优化方法的可行性。

摘要：针对众包设计服务过程中服务资源数量众多、服务达成受到需求方和服务方共同约束,难以匹配到合适的服务资源的问题,提出一种基于nsga-ⅲ算法的众包设计服务组合优选方法。首先分析众包设计服务模式特点,构建供需约束的搜索匹配评价指标体系,以及包括服务时间-成本-质量-可靠性的多目标优化模型,然后基于nsga-ⅲ算法对模型进行求解。最后通过实例仿真分析,验证了方法的有效性和准确性。

摘要：快速城市化和气候变化导致城市内涝频发,城市排水系统设计优化对城市排水防涝具有重要意义。以西安市小寨区域为例,选取排水管网和调蓄池两种灰色设施,基于SWMM模型与nsga-ⅲ算法结合,提出以管网溢流量最小、经济成本最低和径流控制率最大为目标的优化方法,对城市排水系统进行优化设计。结果表明:排水系统优化后,管网溢流量最小、经济投入最低和径流控制率均优于原设计方案,50 a一遇设计降雨条件下,管网溢流量减少11.70%,经济成本降低4.55%,径流控制率提升4.06%;10 a一遇和20 a一遇设计降雨重现期条件下,三个目标均有不同程度的改进。该研究成果可为城市排水系统优化设计提供理论基础和技术支撑。