一、离散变量结构优化设计的研究进展与展望（论文文献综述）
翟晓雅[1]（2021）在《增材制造中的结构设计与路径规划问题》文中指出增材制造作为一种新的制造技术在过去十年来得到了快速发展,并在工业制造、航空航天、医疗等领域得到大量的应用。与此同时,增材制造进一步促进了结构设计技术的发展。结构设计为增材制造技术的实体打印提供了更多样性的输入。结构设计解决的是打印什么的问题,增材制造技术解决的是如何打印的问题。两者相辅相成,互相促进,是工业生产中至关重要的两个环节。本文将围绕增材制造中的结构优化设计问题以及路径规划问题进行研究。结构设计领域中的优化问题多种多样,本文围绕着带有应力约束的拓扑优化问题以及可微的微结构设计两个方面进行探索。带有应力约束的结构优化问题是结构设计领域中非常重要的一个分支,几十年来得到了迅速的发展,但它仍然没有高效的求解算法,其主要原因在于该类问题的三大难点:局部性,奇异性和高度非线性。在第三章中,本文提出一种基于增广拉格朗日乘子函数的交替方向选择算法求解带有应力约束的拓扑优化问题。求解模型有两组设计变量,单元应力和单元密度。本文算法引入单元应力作为设计变量,并对模型施加应力计算的等式约束,然后利用增广拉格朗日方法将等式约束作为软约束放在目标函数中,对应力变量和密度变量交替优化。在数值求解阶段,我们利用有限元分析和等几何分析工具分别进行求解。数值算例验证了本文算法针对两种求解工具的有效性。具有周期性微结构的设计是结构设计领域中的一个基本问题。周期性微结构与近几年受到广泛关注的功能性梯度材料设计密切相关。功能性梯度材料是在随着体积变化的过程中,其物理性质呈现梯度变化。在第四章中,本文在功能性梯度材料的基础上提出“可微的微结构”的概念。所谓可微的微结构是指其由连续的参数控制,体积与物理性质都是连续变化的并且要求其物理性质（如:弹性模量:泊松比）尽可能接近Hashin-Shtrikman上限。本文的基本思想是,通过一组参数构造一个物理场,该物理场的每个截面对应着一个微结构。如果该物理场是连续的,那么产生的微结构的体积是连续的,且自然满足连接性条件。为设计力学性能最优的微结构,本文以传热系数为自变量,选取关键微结构的物理性质的总和为目标函数,通过求解热传导方程来求解物理场（温度场）。数值实验验证了本文算法的有效性与鲁棒性。结构设计为增材制造的输入提供了多样化的选择。当有了增材制造的模型输入之后,如何对其进行高效的打印是备受关注的问题。本文第五章将围绕打印路径规划的优化算法进行深入研究。目前大多数路径填充算法对于切片的复杂度没有过多的讨论。然而复杂结构在自然界中很常见,例如骨骼、软木、蜂巢、珊瑚等。对于切片复杂的模型,传统的填充路径就会出现不连续,打印效率低下等问题。本文针对复杂结构的路径规划问题进行研究,并将复杂模型划分为边界复杂的模型和拓扑复杂的模型。本文采用“分而治之”的思想,首先将复杂的模型简化,再通过对简单区域进行路径规划然后进行全局连接达到路径填充的目的。我们将本文算法与传统的路径规划方法（Zigzag填充路径,轮廓平行填充路径和全局连续的费马螺线填充路径）在以下几个主要指标:打印成本（时间,材料）,路径分割数,急转弯比例,填充比例及视觉效果等进行了比较。实验结果表明,本文算法在材料成本、打印时间和结构稳定性等方面均优于其他方法。
陈泰锟[2]（2021）在《基于生物地理学算法的跨越架结构优化设计》文中进行了进一步梳理我国幅员辽阔,地形复杂,特高压输电线路往往会跨越铁路、公路与输电线路等重要民生工程。跨越施工中,通常采用搭设跨越架的方式来保护被跨越物,保障其正常安全运行。跨越架架体多为杆系结构,且辅材众多,布置形式多变,故对其结构进行优化设计具有重要意义。针对跨越架设计,提出了一种基于生物地理学算法的尺寸、形状与拓扑一体式优化方案。主要的研究工作分为以下几个方面:（1）介绍了生物地理学优化算法（Biogeography-Based Optimization,BBO）的基本思想和优化原理,包括BBO算法的迁移、突变与清除操作内容,建立ANSYS有限元软件的命令流程序与MATLAB数学软件的优化设计程序,结合两种软件程序的调用,介绍了优化设计的基本步骤。（2）将生物地理学优化算法应用到平面桁架结构算例与空间桁架结构算例的尺寸、形状与拓扑优化设计中,优化算例结果表明生物地理学优化算法适用于多类型离散变量桁架结构;并将萤火虫算法（Firefly Algorithm,FA）与蝙蝠算法（Bat Algorithm,BA）的优化结果与BBO算法的优化结果进行对比,生物地理学优化算法在处理高维度优化问题的寻优效果更好,具有较大的发展潜力。（3）以最小结构质量为目标函数,结构强度、刚度和稳定性为约束条件,建立了基于生物地理学算法的跨越架结构优化模型。选择结构杆件的截面尺寸为尺寸变量、节点坐标为形状变量、标准节中各斜腹杆排布形式为拓扑变量,分别对跨越架结构进行以下三种优化:尺寸优化;尺寸与形状优化;尺寸、形状与拓扑优化。结果表明,进行尺寸、形状与拓扑优化后,得到的跨越架结构质量最轻,杆件布局合理,且满足约束条件的要求。（4）结合工程实际荷载条件,布置多个工况,对优化后的跨越架结构进行有限元分析,分别进行刚度、强度与稳定性校核。结果表明,进行尺寸、形状与拓扑优化后的跨越架结构满足设计要求,进一步证明了本文优化方法的可行性,并且在处理实际工程优化设计问题时具有很强的实用性。
马潇雨[3]（2020）在《基于子集模拟优化的密肋复合板结构优化设计和参数识别》文中提出子集模拟优化算法是一种新型随机优化算法,对解决高维复杂优化问题具有收敛快、不易陷入局部最优解的优势,适用于连续变量无约束及有约束优化问题和离散变量优化问题。密肋复合板结构作为一种建筑结构新体系,主要由预制密肋复合墙板、隐形外框架以及楼板装配现浇而成。其主要受力构件密肋复合墙体由不同材料的构件多层嵌套组成,受力状态复杂,优化设计是其抗震设计理论的重要组成部分,对其进行优化设计时同时存在离散变量和连续变量,且未考虑动力效应的影响。因此,本文将子集模拟优化算法分别扩展用于同时包含连续和离散变量以及考虑结构动力效应的密肋复合板结构优化设计。此外,恢复力模型反映了密肋复合板结构的抗震性能,是进行响应预测的基础,对其参数的识别至关重要,本文将子集模拟优化算法与贝叶斯理论相结合,用于密肋复合板结构的层间恢复力模型参数识别。本文研究内容及所得结论如下:（1）将同时考虑离散变量和连续变量的子集模拟优化算法应用于构件承载力约束下的密肋复合板结构造价优化设计。基于分部优化思想,以密肋复合墙体承载力为约束,建立多层密肋复合板结构造价优化设计数学模型,并应用于某7层密肋复合板结构的优化设计;基于多级优化思想,首先以层间侧移为约束、以结构所受地震作用最小为优化目标,再以墙体承载力为约束、以墙体造价最小化为目标,建立中高层密肋复合板结构优化设计数学模型,并对某12层密肋复合板结构进行优化设计。优化后结构造价降低且均满足侧移及承载力要求,证明了子集模拟优化算法在同时考虑离散变量和连续变量的建筑结构优化设计应用中的可行性和有效性。（2）由于结构分部优化和多级优化并不能完全代替整体优化,同时为考虑结构在强动力荷载下的动力弹塑性效应,进一步对结构进行基于抗震性能的优化设计。以密肋复合板结构整体材料用量为约束,以地震作用下结构最大层间位移角为优化目标,提出基于有约束子集模拟优化算法的密肋复合板结构优化设计方法和流程,并分别对某4层和某12层密肋复合板结构优化设计,优化后结构层间位移角明显减小,结构地震易损性降低。（3）考虑结构恢复力模型参数识别过程中的不确定性,为有效避免局部最优解并提高计算效率,提出基于贝叶斯原理和子集模拟优化算法的恢复力参数识别方法。以密肋复合板结构实测层间位移响应作为观测数据,以贝叶斯理论推导得到的恢复力参数后验概率分布函数为目标函数,利用子集模拟优化算法识别结构层间恢复力模型参数最有可能值。使用所提方法对某4层密肋复合板结构的层间恢复力参数进行识别,采用退化双线型模型模拟结构的层间动力特性,采用子集模拟优化算法进行层间恢复力参数识别,并与TMCMC算法的识别结果进行对比,表明子集模拟优化算法的识别精度和计算效率较高。
张惠嘉[4]（2020）在《结构优化设计中郊狼优化算法的研究与应用》文中研究指明结构优化设计能在保证工程结构质量的前提下减少不必要的材料和损耗,为工程结构的经济性和安全性提供重要保障,近几十年来它成为土木领域的研究热点。由于结构优化设计涉及大量结构参数的计算分析,利用智能优化算法求解优化问题是对结构进行有效优化设计的重要手段。然而,由于结构运营条件不断变化,结构形式和构件材料不断复杂化,这些都对结构优化算法的性能提出了更高的要求,当前结构优化算法的收敛性和鲁棒性仍面临巨大挑战。另一方面,计算机领域不断发展出更高性能的智能优化算法,为其工程应用提供了潜在可能性。本研究应用计算机领域新近提出的基于仿生学的郊狼优化算法（COA）进行桁架结构优化设计,为当前结构优化算法的改进提供参考。本文学习研究了郊狼优化算法的基础理论,并在此算法的基础上针对不同类型的桁架优化设计问题做出了不同的改进,然后将算法应用于一系列关于离散变量桁架结构与连续变量桁架结构的优化设计中。研究工作主要包括以下内容:（1）郊狼优化算法是一种基于群体智能和进化机制的随机算法,其求解过程模拟郊狼种群的群体结构,遵循自然进化机制,各个种群部落之间通过学习交流增加多样性。本文研究郊狼优化算法并将其应用于桁架尺寸优化问题,无论是连续变量优化设计问题,还是离散变量优化设计问题,其优化结果都证实了该优化算法具有良好的鲁棒性和收敛性。（2）针对原算法收敛速度较慢以及在高维工况下收敛结果不稳定的问题,利用算法融合的策略,引入和声搜索算法求解策略对郊狼优化算法进行改进,提出了适用于求解桁架结构连续变量和离散变量单目标尺寸优化问题的改进郊狼优化算法（COAHS）。为验证COAHS的有效性,将其应用于各种经典桁架结构优化算例,结果证实COAHS全局寻优能力更强、收敛速度更快、且鲁棒性更高,并可有效适用于单目标尺寸优化问题。（3）在郊狼优化算法用于桁架结构单目标形状优化设计问题过程中,为了解决离散尺寸变量和连续形状变量两种不同类型的设计变量带来的挑战,本文采用将两者耦合的方法,构成混合编码形式,其中包含整数和实数编码,这样的编码方式可以解决桁架结构刚度矩阵发生奇异现象,有效求解优化问题。（4）本文在改进郊狼优化算法与pareto解集概念的基础上,提出一种新的多目标郊狼优化算法以求解多目标优化设计问题。该新算法在迭代过程中结合子代、父代郊狼个体,运用NSGA-Ⅱ中的快速非支配排序策略筛选出下一次迭代过程中的父代狼群,然后使用动态距离保持解的多样性,以使pareto最优解均匀分布,也避免陷入局部最优。（5）首先将提出的多目标郊狼优化算法应用于测试函数,分析结果的收敛性,再将其应用于多目标经典桁架优化设计问题。数值模拟的结果表明,该算法具有较好的收敛性,可以应用于多目标桁架优化设计问题。（6）对原算法、改进算法以及提出的多目标郊狼算法应用于桁架优化设计问题的研究结果进行总结,对未来研究的方向提出展望。
朱强[5]（2020）在《高性能数值微分博弈 ——一种机器智能方法》文中研究指明人工智能,是指由人制造的机器所表现出的智能。在工业革命时代,我们通过思考制造机器;而到了人工智能时代,我们制造会思考的机器。在人工智能革命前,所有人类生产技术和生产方式的革命均可称为人类学习和发现的过程,是人类大脑的专利。而放眼未来,人工智能终将继承人类的这一特质。人工智能对未来的改变,是对我们一点一滴形成知识体系过程本身的自动化,是用机器取代人类过程本身的自动化。人工智能技术从概念提出到今日蓬勃发展已历经几个世纪,在此过程中弱机器意识问题的理论体系以及实际应用日趋完备,同时机器行为学也得到了迅猛发展。而在下一代人工智能技术发展中,科学家们试图把机器视为可以独立思考的个体,从而研究强机器意识问题。但目前我们对此问题仍没有足够深刻而统一的认识,且现阶段面临着诸多方向性和技术性的难题,所以我们当下的研究重点仍然放在无意识的人工智能领域技术和基本原理的突破上。本文将从机器智能研究和机理建模的角度来研究无意识人工智能技术。机器智能是利用机理建模的方法描述一个系统内部运作的机制,同时配以控制论和优化理论作为决策辅助,从而实现机器的智能决策和最优操作。机器智能不再是一种简单的仿人智能,也不再依赖于人类所谓的“最优经验”和海量的数据样本,而是基于对机器系统内部特征的充分认识构建机理模型,之后利用数学物理方法进行科学决策的一种智能技术。机理建模技术在机器智能中充当着重要角色,是机器智能的决策基础,其可以在大范围内描述系统的非线性特征,具有较好的外推能力,适应性强。在使用上述技术思路研究无意识人工智能技术时,假设我们对机理模型已经有了充分认识,则机器智能科学决策中的相关控制理论和最优化理论就是本文最重要的研究内容。为处理当前万物互联背景下各种利益关系中多智能体系统的智能决策和最优操作问题,本文基于微分博弈理论和数值优化技术构建了一套高性能微分博弈数值优化算法,来对机理建模后的系统进行智能决策和最优操作分析,从而建立了一种机器智能方法来支撑人工智能研究。本文主要研究内容概括如下:1.微分博弈基本理论的介绍及已有求解算法的构造及验证。首先,本文针对微分博弈理论的基本概念、分类及性质做了详实的介绍,同时还介绍了目前较为成熟的微分博弈求解算法,如解析法、数值间接法及启发式算法等。在此基础上,本文针对三类典型的微分博弈,即竞争对抗微分博弈、非合作微分博弈及合作微分博弈进行求解框架分析,赋予每种微分博弈实际的工业、军事应用背景,构建每种微分博弈的数学优化命题,并利用成熟的计算方法进行仿真求解。2.微分博弈问题数值优化求解算法。针对传统微分博弈求解算法存在的缺陷,本文从数值直接求解算法入手,用以克服已有算法的不足,从而保证各种复杂场景、各种利益关系下的微分博弈问题成功求解。本文提出了两种数值直接求解算法:联立迭代分解正交配置法（SOCD,Simultaneous Orthogonal Collocation Decomposition）和联立直接间接混合法（SSD,Simultaneous Semi Direct）。前者的算法核心是:先将微分博弈中的极大极小化问题分解为两个轮流交替求解的普通动态优化子问题,之后针对每个子问题采用正交配置法将其离散化为非线性规划（NLP,NonLinear Programming）问题,最后求解该NLP问题,直到优化结果成功收敛为止。后者的算法核心是:先使用间接法得到某一位玩家A动态优化问题的一阶最优性必要条件,之后使用直接法求解另一位玩家B的动态优化问题,同时把玩家A的一阶最优性必要条件当作是玩家B动态优化问题中的约束来看待。这样就可以分别使用间接法和直接法来获得玩家A和B的微分博弈最优策略。本文对上述两种算法的细节进行了详细描述,同时配以工业、军事等领域仿真案例加以解释说明。此外,本文还提出了滚动时域优化算法（RHO,Receding Horizon Optimization）,用于求解不确定性微分博弈问题。3.微分博弈问题高性能数值优化求解算法。在实际的微分博弈数值优化求解过程中,我们还面临着来自优化求解收敛性、实时性及准确性方面带来的诸多挑战。首先,对于增强微分博弈问题数值优化求解算法的收敛性,本文分别提出了基于回溯同伦法（HBM,Homotopy-based Backtracking Method）的初值化生成策略以及收敛深度控制算法（CDC,Con-vergence Depth Control）,用以保证优化求解的收敛性并提高收敛过程的计算效率。其次,为了解决微分博弈动态优化问题在线求解计算耗时长,优化收敛难的问题,本文提出了一种基于灵敏度信息的微分博弈优化求解实时性提升算法（SRI,Sensitivity-based Real-time Im-provement）。该算法利用当前 NLP 问题优化结果的灵敏度信息实现在线预估未来优化周期内的微分博弈近似最优解,同时通过背景计算和离线矫正等手段进一步提升预估解的精度,从而保证既快又准地获得微分博弈动态优化问题的最优解。最后,为了提高微分博弈优化求解的精度并保证求解结果的最优性,本文提出了改进的hp自适应网格精细化策略（mhp-AMR,modified hp-Adaptive Mesh Refinement）,该策略分别通过自适应调整网格个数以及插值多项式的阶次来精准捕捉控制变量的跳变点位置以及保证用来近似控制变量和状态变量的曲线足够光滑,从而提高微分博弈优化求解的准确性并保证求解结果的最优性。4.微分博弈问题数值优化求解算法结果稳定性分析。在实际应用场景中,除需要关注微分博弈问题如何求解、如何极大化目标函数以及如何提升优化算法的性能外,我们还需要关注微分博弈系统在优化求解过程中是否一直保持稳定。我们首先提出了一种针对微分博弈数值求解算法优化结果稳定性分析的理论分析工具——输入状态实际稳定性（IS p S,Input-to-State practical Stability）。之后,本文基于ISpS对不确定性微分博弈、合作微分博弈以及非合作微分博弈问题进行了优化结果稳定性分析并给出了相关证明。最后,本文通过工业仿真案例对微分博弈数值求解算法优化结果稳定性分析进行了有效性验证。
何经杰[6]（2020）在《考虑特征值的结构动力学和声子晶体拓扑优化》文中提出结构动力学设计的核心任务之一是优化结构的特征值和固有模态等动力学性质。具有良好动力学性质的结构在减振降噪、避免共振影响等领域有重要的应用。考虑特征值的动力学拓扑优化的前提是获取结构的固有频率和固有模态。在动力学分析中,一般采用逆迭代或子空间迭代方法计算固有频率和固有模态。逆迭代或子空间迭代方法从初始试模态出发不断迭代获取精确的固有频率和固有模态。当结构的分析规模增大时,其计算量显着增大。这限制了大规模结构的动力学分析和优化。因此,寻求高效的固有频率和固有模态计算方法对大规模结构动力学优化至关重要。考虑特征值的动力学拓扑优化不仅可以用于改善工程结构之中,而且对新颖材料的研究和制备也很关键。声子晶体或声学超材料就是其中之一。声子晶体能带结构是声子晶体动力学性质的主要表征方式。声子晶体是一种人工设计周期分布材料,可以通过设计手段寻求具有带隙特性的单胞。随着声子晶体作用机理、优化设计理论等的发展,传统的设计方法已经不能满足设计需求。因此,拓扑优化的作用逐渐被凸显出来。利用拓扑优化方法可以系统性地寻求声子晶体单胞材料的分布方式,改变其固有频率,从而获得更大的带隙特性。声子晶体的带隙设计是考虑特征值的动力学优化的重要应用领域。然而,声子晶体的局部带隙现有研究和应用领域较少,有必要对局部带隙的优化和应用进行研究探索。而且,现有的带隙设计没有考虑声子晶体的不确定性,其带隙性质会随着材料和几何的随机扰动发生变化,因此在声子晶体优化中有必要考虑不确定性。基于上述的研究背景,本文进行了如下的研究工作:（1）考虑固有频率的分析与设计接续迭代法。在结构分析阶段,利用近似固有模态代替精确固有模态,采用类逆迭代或类子空间迭代的方式进行近似固有模态的更新,将更新后的近似固有模态应用于优化阶段。该方法使得结构的分析和设计接续进行。由于近似固有模态的更新次数与结构的优化设计迭代相同,因此显着地减少了动力学拓扑优化的计算压力。本文通过不同的算例验证该方法的有效性,包括最大化结构基频,最大化高阶固有频率,最大化固有频率带隙等。本文简要地讨论了该方法的收敛性,讨论了初始近似向量的选取模式,分析了近似向量的收敛特点。（2）声子晶体局部带隙特性最大化的拓扑优化。声子晶体的全局带隙由于可以阻止全方向的弹性波传播,具有广泛的应用前景,因而被主要关注。而阻止特定方向的弹性波的局部带隙特性由于设计优化较复杂,因而有关研究较少。局部带隙特性最大化的拓扑优化需要考虑不同方向上的弹性波,不能对设计域对称性处理,因此扩大了设计空间,增加了单胞构型的寻优难度。同时,需要对不同方向的波矢进行分别考虑,因此使得其优化列式的目标函数和约束条件较为复杂,影响优化的收敛。本文提出了合理的最大局部带隙特性的优化列式,采用凝聚函数的方式保证了目标函数的可导性,采用移动渐近线方法高效稳定地完成优化。针对声子晶体带隙优化的初始解依赖性问题,利用随机形态学描述函数方法产生不同的初始设计寻求不同的局部带隙特性单胞设计。利用设计的含有局部带隙特性的声子晶体,本文探究了弯曲波导的弹性波方向性传输特性。（3）考虑材料属性不确定的声子晶体鲁棒性拓扑优化。仅考虑确定性的声子晶体单胞设计的带隙鲁棒性较差。当材料分布不均匀时,其带隙特性会发生变化,从而影响其应用。需要在声子晶体的带隙优化中考虑不确定性影响,改善其鲁棒性。本文考虑材料属性不确定性的声子晶体,假设其随机性满足高斯分布。利用展开最优线性估计方法将随机场离散,利用多项式混沌展开方法预测结构的带隙响应。提出了包含带隙均值和标准差的目标函数,推导了考虑不确定性的鲁棒性设计的灵敏度计算方法。优化了考虑面内和面外传播模式的二维双材料声子晶体的单胞构型。讨论了目标函数的权重系数和随机场的变化系数对优化结果的影响。
袁美晨[7]（2020）在《基因调控网络状态转变的优化策略研究》文中指出生物系统一般来说都是多稳态系统,其中不同的稳定状态,即吸引子,代表了生物体的不同表现形态。通常来讲,生物有机体正处于某一种吸引子状态,或者正在向某一稳定状态转移。近年来的研究表明,生物系统由一种状态向另一种状态的转变是可以实现的,例如细胞由早期癌症状态向正常状态的转变,这为很多疾病的临床治疗提供了新的契机。生物系统的各分子之间具有错综复杂的调控关系,故而生物网络具有高度复杂性和高度非线性的特点。基因调控网络在生物系统中具有举足轻重的意义,近十年来随着基因测序技术的广泛发展,已有大量的研究从控制理论或者物理能量的角度来探索基因调控网络的可控性以及状态转变的机制。当前研究大多以布尔网络模型或者线性微分方程模型为研究对象,忽略了基因网络连续的或非线性的动态特性。除此之外,一些学者尝试对基因网络非线性微分方程模型中的所有参数进行参数扰动以寻求可以实现状态转变的控制变量,然而这种方法对于具有众多调控参数的基因网络来说将耗费巨大的计算成本和时间成本,亦难以找到实现目标的最优调控变量。如何从基因网络成百上千的调控参数中识别控制变量及最少控制变量集,并对控制信号进行设计,这对当前基因网络状态转变策略的研究来说是一个挑战。本文基于优化的思想,在对动态优化算法和混合整数动态优化算法进行拓展的基础上,对基因调控网络的状态转变实施了最优控制,主要内容包括以下几点:一、本文利用拓展的拟序贯算法对非线性基因网络的状态转变进行了控制信号的最优设计。一方面,对控制信号的路径进行了优化设计,另一方面,基于时间优化的要求,将离散后的有限单元长度作为控制变量,并将优化时间加入目标函数中,从而实现了最快时间内的状态转变。该方法被用于两节点基因网络和T-LGL信号网络中,优化结果证明了拟序贯算法在生物系统优化控制中的有效性。二、为了从基因网络众多的调控反应参数中识别控制变量,本文将该问题转化为一个混合整数动态优化问题,并利用混合整数动态优化算法对其进行求解。由于求解过程中初值选取的困难以及求解的不稳定性,混合整数动态优化问题在经过变量离散和整数处理之后被转化为一个非线性规划问题,之后利用拟序贯算对其进行了求解。该方法解决了骨髓细胞分化调节网络、癌症基因网络和TLGL信号网络的变量识别问题,同时实现了状态转变控制变量的识别、信号路径的最优设计,以及转变时间最小化处理等目标,亦得到了除最优方案之外的多种可行策略。三、本文对具有异常周期节律的生物系统进行了优化调控,消除了紊乱周期节律给生物系统带来的不利影响。由于此类生物系统复杂的动态特性,本文对混合整数动态优化的求解过程采取了时间分段的策略,实现了生物系统中周期节律的状态转变和周期相位的重置,并将该方法应用到混沌系统、哺乳动物生理节律系统以及胃癌基因调控网络中,所得结果验证了本文优化方法的有效性。虽然本文对基因网络的优化控制是基于数学模型来实施的,但考虑了很多疾病临床治疗实际因素,因此本文方法具有一定的应用指导意义。除了基因调控网络,本文方法亦可用于其他复杂过程系统的状态转变问题。
刘唐英[8]（2019）在《吸能结构拓扑构型优化设计方法研究》文中进行了进一步梳理近年来,如何提高薄壁吸能结构的耐撞性和实现其轻量化已成为众多科研人员研究的一个热门课题。然而,目前薄壁吸能结构的耐撞性和轻量化设计大部分基于固定截面构型、等厚均匀设计理念,未考虑材料分布对吸能结构性能的影响。这种研究无法充分发挥吸能结构耐撞性和轻量化的潜力,也不利于开发具有更优异耐撞性能的截面形状。因此,如何合理设计吸能结构的截面形状和材料分布以最大限度地提高其耐撞性是研究者们重点关注的问题。基于此,本文围绕车身吸能结构拓扑构型优化设计开展了研究工作,以期为吸能结构拓扑构型设计提供一些有用方法,并且开发一系列新型吸能结构。首先针对吸能结构耐撞性研究中的典型离散优化问题,开发了基于序列正交方法的多目标离散优化策略并成功应用于车身结构的设计中。随后对薄壁吸能结构的拓扑构型优化设计进行了系统研究,针对现有优化方法存在的不足提出了一些改进方案,并进行了车身吸能结构的拓扑构型设计。本论文的工作主要包含以下四部分内容:（1）基于序列正交方法的多目标离散耐撞性优化研究:本文首先提出了一种两阶段设计方法（第一步通过多准则决策方法获得最优拓扑构型,第二步基于序列正交方法对其进行离散优化）,并将该方法应用于泡沫填充多胞管耐撞性拓扑构型设计中。又因为许多工程设计问题本质上是一个多变量,多水平的多目标优化问题。因此本文又提出了变步长多目标序列正交设计方法,并运用该方法开展了基于耐撞性的典型吸能结构离散优化研究。（2）基于智能算法的吸能结构拓扑构型优化设计:为了更好的优化薄壁吸能结构的截面构型和材料分布,本文提出了基于智能算法的离散拓扑构型优化方法。首先将这种方法应用于多工况条件下多胞薄壁结构的耐撞性研究中,结果表明,该方法可以有效地解决多工况条件下多胞薄壁结构的变厚度分布设计。随后又将这种方法应用于爆炸载荷下加筋板的拓扑构型优化中,得到了一系列具有优异拓扑构型的加筋板。优化后的加筋板具有更合理的材料分布,可以显着提高加筋板的抗爆性能。（3）基于代理模型的多胞结构拓扑构型耐撞性优化:针对涉及非线性大变形的多胞结构拓扑构型设计,提出了基于克里金模型的离散优化策略。为了提高代理模型的精度,该策略采用基于非支配关系排序的加点准则对代理模型进行并行加点。首先通过一系列标准测试算例对基于克里金模型的离散优化策略进行了测试。然后将该优化策略应用于多胞拓扑构型优化问题中,分别对九胞管和多胞管进行了离散拓扑构型优化设计。（4）基于单元能量的吸能结构拓扑构型设计:为了解决涉及到高度非线性和瞬态动力学的大变量非线性拓扑优化问题,本文提出了一种基于单元能量响应的非线性拓扑优化算法,通过分析工况加载条件下的单元能量响应,实现材料在空间中的合理分布。首先将这种方法应用到变厚度吸能结构的设计中,对多胞管和汽车保险杠进行了变厚度耐撞性拓扑构型设计。结果表明,这种方法在进行变厚度设计方面具有不错的效果。然后又将此方法应用到爆炸载荷下加筋板的拓扑优化设计中,同样取得了很好的效果。
秦浩星[9]（2019）在《任意泊松比超材料及其船体减振设计理论与方法》文中指出《“中国制造2025”重点领域技术路线图》中,将船用新材料开发与船体轻量化设计技术作为高技术船舶开发的关键。随着国际新规范、新标准的制定,对船舶结构振动问题的要求越来越严苛,加之船舶大型化和柴油机高速大功率化,也使得船体结构振动问题日益突出。常规减振结构、减振方式及结构材料的研究发展至今已经难有大突破,但新设计理念、新型结构/材料的引入为船体结构减振设计提供了更大的提升空间。本文研究了任意泊松比超材料的设计理论与方法,以及新型超材料在船体结构轻量化及减振中的应用。首先,提出了任意泊松比超材料的“功能基元拓扑优化设计方法”（FETO方法）,研究了功能基元拓扑优化设计法的三类建模方法,给出四种拓扑优化模型的数学列式。其次,采用FETO法分别研究了负泊松比超材料轻量化设计问题、具有面内外承载特性的超材料优化设计问题。然后,对于多工况结构拓扑优化中“载荷病态、柔顺度目标函数非连续性”等问题进行了研究,提出折衷规划方法为超材料结构的动力学优化建模提供指导。基于机械阻抗概念和多工况问题折衷规划解法,给出具有指定减振性能的超材料设计方法。引入声子晶体结构,设计并研究声子晶体超材料基座的减振性能,揭示其减振机理,并用于船用基座的低频减振优化设计。最后,基于轻量化减振超材料的研究结果,设计新型减振超材料船用基座,并应用于机舱双层底结构的减振。本文主要研究内容如下:（1）引入结构拓扑优化理论,提出一种任意泊松比超材料设计的功能基元拓扑优化设计法（FETO方法）,并建立了三类超材料优化数学模型以满足不同设计需求。其中,以结构柔顺度最大为目标函数的数学优化模型适用于减振吸能设计,以结构柔顺度最小为目标函数的数学优化模型可提高超材料结构承载或抗变形性能,以质量最小化为目标函数的数学优化模型可实现超材料的轻量化。数值计算研究表明,本文提出的功能基元拓扑优化设计方法,适用于设计具有多种初始设计域形状、任意泊松比值的新型超材料。试验研究表明:功能基元泊松比值的设计值、数值仿真结果、试验数据三者间的结果相互吻合;通过设计单个功能基元的泊松比值可以实现超材料整体结构的指定宏观泊松比效应。此外,基于FETO方法设计并分析了具有最佳面内、面外结构刚度特性的任意泊松比超材料。（2）以轻量化作为优化目标,采用功能基元拓扑优化法设计了一系列的指定泊松比值的轻量化超材料,并研究泊松比值对超材料的静力学刚度、动力学减振性能影响,结果表明:随着泊松比绝对值的增加,减振性能逐渐提升;当正泊松比与负泊松比的绝对值相等时,正泊松比值超材料的减振性能更好。（3）建立了基于折衷规划方法的多工况结构拓扑优化模型,并通过算例分析了载荷比、工况权重系数对结构拓扑的影响,为解决多工况结构拓扑优化中存在的“柔顺度目标函数非连续性”及“载荷病态”现象提供了一种解决策略,且适用于存在类似难点的动力学结构拓扑优化问题。基于原点阻抗值概念,通过数值合成方法以描述各频率点对应的原点阻抗值,并将原点阻抗值作为优化目标函数,提出了一种减振超材料设计方法。频率响应分析结果表明:最大化机械阻抗为目标函数的功能基元拓扑优化设计,能够实现具有减振性能的超材料设计。对比传统蜂窝材料,新型设计的超材料在减振性能方面至少提升了12%。（4）基于负泊松比蜂窝超材料设计了一种船用减振超材料基座,并采用优化设计方法实现基座减振性能最大化。接着,引入声子晶体并基于局域共振机理解决船体结构低频振动问题,研究了声子晶体超材料基座的减振特性。建立简化动力学模型以分析声子晶体动力学参数对基座减振性能的影响规律,揭示声子晶体超材料基座的减振机理,建立了声子晶体超材料基座减振优化模型。上述研究结论表明:当声子晶体固有频率与蜂窝基座固有频率接近时,能够有效减小基座的共振响应峰值;通过优化声子晶体的固有频率,能抑制蜂窝基座的共振现象。（5）任意泊松比超材料的实船应用研究,以提高船体结构的“轻量化和减振”性能。对船体结构原设计方案进行动力学频响分析,并引入优化设计方法以降低振动响应。根据泊松比值对减振性能的影响规律,设计一种超材料减振基座降低船体结构的内、外板振动响应。
张敏[10]（2019）在《涡轮动叶叶顶间隙泄漏控制及结构优化研究》文中进行了进一步梳理随着航空发动机推重比不断增大和大功率燃气轮机结构紧凑化的发展趋势,涡轮动叶叶片载荷不断提高,由此导致叶顶间隙泄漏流动增强,进而使动叶气动损失增大。针对这一问题,本论文采用风洞试验和数值模拟方法,研究不同叶顶结构涡轮叶栅的间隙泄漏流动特征,在此基础上,开展叶顶结构优化,并分析优化叶顶对泄漏流和叶栅性能的影响机理。研究旨在控制叶顶间隙泄漏以提高叶栅与涡轮效率。研究内容包括以下四个方面:一、翼型冠对涡轮平面叶栅性能的影响研究。针对翼型冠结构,采用数值模拟方法分析全周小翼宽度和部分冠位置对平面叶栅流场结构和气动性能的影响机理,获得部分冠位置的设计准则;在翼型冠叶顶上,增加两个密封齿,叶栅风洞试验和数值模拟结果表明密封齿能进一步提高翼型冠的间隙泄漏控制能力。二、带翼型冠涡轮级性能和动叶旋转效应研究。基于LISA 1.5级涡轮,采用数值模拟方法分析平顶、整冠、全周小翼和翼型冠对涡轮级气动性能的影响规律,研究表明两种动叶叶顶间隙下,翼型冠都能使涡轮效率提高;然后,基于该涡轮平顶和翼型冠动叶栅,通过数值模拟对比分析叶片旋转和机匣旋转对叶顶间隙泄漏流动和叶栅气动性能影响的异同,发现不同旋转条件下,翼型冠叶栅的气动损失都低于平顶叶栅。三、基于源项的数值模拟（SCFD）技术及其在翼型冠喷气孔优化中的应用。为节省数值计算成本,建立带源项模型的流动传热控制方程,通过模拟典型涡轮流动和传热问题,分析均匀网格和湍流模型方程源项对SCFD计算准确性的影响;然后,采用SCFD、基于贴体网格的数值模拟（BCFD）和叶栅风洞试验,研究有叶顶喷气时翼型冠叶栅的气动性能,结果表明不同喷气流量下,SCFD预测的叶栅损失与BCFD和试验结果一致,基于此,通过使用SCFD的数值优化方法,获得使叶栅性能提高的翼型冠叶顶喷气孔布置。四、动叶叶顶结构拓扑优化研究。采用SCFD、拟灵敏度和伴随灵敏度分析方法,建立流体拓扑优化体系。以进出口总压损失最小为优化目标,首先对突扩管和U型管流道进行设计,以分析拓扑优化生成损失小性能高流路的潜力;基于二维叶顶间隙泄漏模型,开发叶顶结构的拓扑优化算法,并对三维涡轮叶栅不同轴向位置截面的叶顶结构开展拓扑优化设计,通过风洞试验和数值计算表明优化叶顶能抑制间隙内部的泄漏损失和间隙出口的泄漏流量,从而使叶栅气动性能提高。以上研究为翼型冠的工程应用和为流体拓扑优化应用于涡轮动叶叶顶结构设计提供了理论依据和技术支撑。
二、离散变量结构优化设计的研究进展与展望（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、离散变量结构优化设计的研究进展与展望（论文提纲范文）
（1）增材制造中的结构设计与路径规划问题（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 增材制造 |
| 1.1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.2 研究进展 |
| 1.2 结构设计 |
| 1.2.1 研究背景及意义 |
| 1.2.2 研究进展 |
| 1.3 本文结构安排 |
| 第2章 基础知识 |
| 2.1 弹性力学的基础知识 |
| 2.1.1 基本概念 |
| 2.1.2 基本方程 |
| 2.2 弹性力学数值处理方法 |
| 2.2.1 有限元分析方法 |
| 2.2.2 等几何分析方法 |
| 2.3 拓扑优化算法 |
| 2.3.1 均匀化理论 |
| 2.3.2 变密度法理论 |
| 2.3.3 正则化处理 |
| 第3章 带有应力约束的拓扑优化问题 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 应力约束问题的挑战 |
| 3.3 基于有限元的带有应力约束的拓扑优化问题 |
| 3.3.1 模型建立 |
| 3.3.2 灵敏度分析 |
| 3.3.3 结果分析与讨论 |
| 3.4 基于等几何分析的带有应力约束的拓扑优化问题 |
| 3.4.1 模型建立 |
| 3.4.2 灵敏度分析 |
| 3.4.3 结果分析与讨论 |
| 3.5 基于有限元与等几何分析的拓扑优化计算比较 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 可微的微结构设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 算法描述 |
| 4.3 灵敏度分析 |
| 4.4 结果分析与讨论 |
| 4.4.1 评价方法 |
| 4.4.2 算法比较 |
| 4.4.3 算法参数讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 增材制造领域中的路径规划问题 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 边界复杂模型的打印路径规划 |
| 5.2.1 算法描述 |
| 5.2.2 结果分析与讨论 |
| 5.3 拓扑复杂模型的打印路径规划 |
| 5.3.1 算法描述 |
| 5.3.2 结果分析与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（2）基于生物地理学算法的跨越架结构优化设计（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外相关研究进展 |
| 1.2.1 跨越架的分类与研究现状 |
| 1.2.2 智能优化算法简介 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 生物地理学优化算法 |
| 2.1 基本原理 |
| 2.1.1 迁移 |
| 2.1.2 突变 |
| 2.1.3 清除 |
| 2.2 BBO算法流程 |
| 第三章 基于生物地理学优化算法的桁架结构优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 桁架结构优化方法 |
| 3.3 平面桁架结构优化算例 |
| 3.4 空间桁架结构优化算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于生物地理学优化算法的跨越架结构优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 跨越架结构优化设计方法 |
| 4.3 跨越架结构优化设计 |
| 4.3.1 工程概况 |
| 4.3.2 结构荷载条件 |
| 4.3.3 跨越架结构尺寸优化 |
| 4.3.4 跨越架结构尺寸与形状优化 |
| 4.3.5 跨越架结构尺寸、形状与拓扑优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 跨越架结构优化设计结果验算 |
| 5.1 荷载条件 |
| 5.1.1 封网荷载 |
| 5.1.2 风荷载 |
| 5.2 计算工况 |
| 5.3 格构式跨越架结构有限元分析 |
| 5.3.1 跨越架强度计算分析 |
| 5.3.2 跨越架刚度计算分析 |
| 5.3.3 跨越架稳定性计算分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
（3）基于子集模拟优化的密肋复合板结构优化设计和参数识别（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 本文研究背景及意义 |
| 1.2 优化设计原理及应用研究现状 |
| 1.2.1 结构优化设计原理 |
| 1.2.2 密肋复合板结构优化设计研究现状 |
| 1.2.3 传统结构优化设计研究现状 |
| 1.3 结构优化算法研究现状 |
| 1.3.1 优化算法研究现状 |
| 1.3.2 子集模拟优化算法研究现状 |
| 1.4 结构恢复力模型参数识别研究现状 |
| 1.4.1 传统结构恢复力模型识别研究现状 |
| 1.4.2 密肋复合板结构恢复力参数识别研究现状 |
| 1.5 当前研究存在的问题 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 2 基于子集模拟优化算法的密肋复合板结构造价优化 |
| 2.1 同时考虑离散变量和连续变量的有约束子集模拟优化算法 |
| 2.1.1 有约束子集模拟优化算法 |
| 2.1.2 同时考虑离散变量和连续变量的子集模拟优化算法 |
| 2.2 密肋复合墙体优化设计 |
| 2.2.1 密肋复合墙体优化设计数学模型 |
| 2.2.2 密肋复合墙体优化设计实例分析 |
| 2.2.3 基于遗传算法的密肋复合墙体优化设计及结果对比 |
| 2.3 多层密肋复合板结构的优化设计 |
| 2.3.1 多层密肋复合板结构的抗震设计计算方法 |
| 2.3.2 多层密肋复合板结构优化设计原理 |
| 2.3.3 多层密肋复合板结构优化设计实例分析 |
| 2.4 中高层密肋复合板结构的优化设计 |
| 2.4.1 中高层密肋复合板结构抗震设计计算方法 |
| 2.4.2 中高层密肋复合板结构优化设计原理 |
| 2.4.3 中高层密肋复合板结构优化设计实例分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于子集模拟优化算法的密肋复合板结构抗震性能优化 |
| 3.1 基于抗震性能的密肋复合板结构优化设计原理 |
| 3.1.1 基于IDA方法的结构易损性分析 |
| 3.1.2 密肋复合板结构抗震性能优化设计思路及流程 |
| 3.2 密肋复合板结构等效斜撑模型的Open Sees有限元建模 |
| 3.2.1 密肋复合墙板等效斜撑模型 |
| 3.2.2 等效斜撑模型Open Sees有限元模型 |
| 3.3 密肋复合板结构优化设计数学模型 |
| 3.4 密肋复合板结构抗震性能优化设计实例分析 |
| 3.4.1 密肋复合板结构基本设计信息 |
| 3.4.2 密肋复合板结构有限元模型 |
| 3.4.3 密肋复合板结构易损性分析 |
| 3.4.4 密肋复合板结构优化设计结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于贝叶斯理论和子集模拟优化的密肋复合板结构恢复力参数识别 |
| 4.1 基于贝叶斯理论的结构层间恢复力模型参数识别方法 |
| 4.1.1 恢复力模型参数识别的贝叶斯方法 |
| 4.1.2 基于子集模拟优化算法的目标函数优化 |
| 4.2 所提方法在多层密肋复合板结构中的应用 |
| 4.2.1 四层密肋复合板结构模型 |
| 4.2.2 结构层间恢复力模型 |
| 4.2.3 四层密肋复合板结构层间恢复力参数识别 |
| 4.3 基于贝叶斯理论和TMCMC算法的恢复力参数识别及对比 |
| 4.3.1 基于贝叶斯理论和TMCMC算法的恢复力模型参数识别 |
| 4.3.2 四层密肋复合板结构层间恢复力识别及结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）结构优化设计中郊狼优化算法的研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景与意义 |
| 1.3 结构优化方法研究综述 |
| 1.3.1 传统优化设计方法 |
| 1.3.2 启发式优化算法 |
| 1.4 桁架结构优化设计发展概况 |
| 1.5 本文主要内容及结构安排 |
| 1.6 本文创新点 |
| 第2章 郊狼优化算法及其在桁架结构单目标尺寸优化中的应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 郊狼优化算法 |
| 2.3 算法的基本流程 |
| 2.4 结构单目标优化设计数学模型 |
| 2.4.1 设计变量 |
| 2.4.2 目标函数 |
| 2.4.3 约束条件 |
| 2.4.4 变量连接 |
| 2.4.5 基于郊狼优化算法的桁架结构尺寸优化程序 |
| 2.5 连续变量结构尺寸单目标优化设计 |
| 2.5.1 桁架结构连续变量单目标尺寸优化数值模型 |
| 2.5.2 桁架结构连续变量单目标尺寸优化设计算例 |
| 2.6 离散变量结构尺寸单目标优化设计 |
| 2.6.1 桁架结构离散变量单目标尺寸优化数值模型 |
| 2.6.2 编码方式 |
| 2.6.3 桁架结构离散变量单尺寸优化设计算例 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 郊狼优化算法改进及其在桁架结构单目标尺寸优化中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 算法的融合策略 |
| 3.1.2 融合和声搜索策略的改进COA算法 |
| 3.2 算法基本流程 |
| 3.3 改进COA的桁架结构优化设计模型 |
| 3.3.1 改进COA的桁架结构连续变量单目标尺寸优化设计算例 |
| 3.3.3 改进COA的桁架结构离散变量单目标尺寸优化设计算例 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 郊狼优化算法在桁架结构形状优化设计中的应用 |
| 4.1 桁架结构形状优化的数学模型 |
| 4.1.1 设计变量 |
| 4.1.2 目标函数 |
| 4.1.3 约束条件 |
| 4.1.4 算法流程 |
| 4.2 数值分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 郊狼优化算法在桁架结构多目标优化设计中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多目标优化参数基本定义 |
| 5.3 多目标郊狼优化算法 |
| 5.3.1 约束条件 |
| 5.3.2 快速非支配分级 |
| 5.3.3 拥挤距离 |
| 5.3.4 二项锦标竞赛选择策略 |
| 5.4 多目标郊狼优化算法基本流程 |
| 5.5 桁架结构多目标优化设计 |
| 5.5.1 桁架结构优化数值模型 |
| 5.5.2 测试函数及数值分析 |
| 5.5.3 桁架结构多目标优化设计算例 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 未来的工作 |
| 参考文献 |
| 指导教师对学位论文的学术评语 |
| 答辩委员会决议书 |
| 致谢 |
（5）高性能数值微分博弈 ——一种机器智能方法（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 人工智能与机器行为 |
| 1.2 机器智能 |
| 1.3 微分博弈论 |
| 1.3.1 微分博弈论发展简史 |
| 1.3.2 微分博弈论研究现状 |
| 1.4 高性能数值优化算法 |
| 1.5 研究内容 |
| 1.6 论文框架 |
| 2 微分博弈基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 微分博弈理论基础知识 |
| 2.2.1 非线性与线性微分博弈 |
| 2.2.2 零和与非零和微分博弈 |
| 2.2.3 确定型与随机型微分博弈 |
| 2.2.4 二人与多人微分博弈 |
| 2.2.5 主从微分博弈 |
| 2.2.6 定量与定性微分博弈 |
| 2.3 微分博弈问题计算方法 |
| 2.3.1 微分博弈问题解析计算方法 |
| 2.3.2 微分博弈问题数值计算方法 |
| 2.3.3 微分博弈问题启发式计算方法 |
| 2.4 三类典型微分博弈问题及仿真算例 |
| 2.4.1 “冲突制衡”——竞争对抗微分博弈 |
| 2.4.2 “独善其身”——非合作微分博弈 |
| 2.4.3 “心有灵犀”——合作微分博弈 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 微分博弈问题数值优化求解算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 联立迭代分解正交配置法(SOCD)求解微分博弈 |
| 3.2.1 分解复杂场景下的微分博弈动态优化问题 |
| 3.2.2 正交配置法离散化微分博弈动态优化子问题 |
| 3.2.3 SOCD算法的最优性分析 |
| 3.2.4 SOCD算法仿真案例 |
| 3.3 联立直接间接混合法(SSD)求解微分博弈 |
| 3.3.1 SSD算法细节 |
| 3.3.2 SSD算法初值化策略 |
| 3.3.3 SSD算法仿真案例 |
| 3.4 滚动时域优化(RHO)求解不确定性微分博弈 |
| 3.4.1 RHO微分博弈数值求解算法细节 |
| 3.4.2 RHO微分博弈数值求解算法仿真案例 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 微分博弈问题高性能数值优化求解算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微分博弈数值优化求解收敛性增强算法 |
| 4.2.1 基于回溯同伦法(HBM)的微分博弈数值优化求解初值化生成策略 |
| 4.2.2 微分博弈数值优化求解收敛深度控制算法(CDC) |
| 4.2.3 微分博弈数值优化求解收敛性增强算法仿真案例 |
| 4.3 微分博弈数值优化求解实时性提升算法 |
| 4.3.1 基于灵敏度信息的微分博弈数值优化求解实时性提升算法(SRI)背景知识 |
| 4.3.2 微分博弈数值优化求解SRI算法细节 |
| 4.3.3 微分博弈数值优化求解SRI算法仿真案例 |
| 4.4 微分博弈数值优化求解精确性提高算法 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 微分博弈问题数值优化求解算法结果稳定性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微分博弈优化求解结果稳定性分析 |
| 5.3 微分博弈优化求解结果稳定性分析仿真案例 |
| 5.4 本章小节 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间主要的研究成果 |
（6）考虑特征值的结构动力学和声子晶体拓扑优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 结构拓扑优化方法 |
| 1.1.2 声子晶体的分析和优化 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展 |
| 1.2.1 动力学和大规模拓扑优化研究进展 |
| 1.2.2 声子晶体优化研究进展 |
| 1.2.3 结构鲁棒性拓扑优化研究进展 |
| 1.3 本文主要内容 |
| 2 考虑固有频率拓扑优化的分析与设计接续迭代法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 最大化特定固有频率的拓扑优化模型 |
| 2.3 最大化基频的SIAD方法 |
| 2.3.1 SIAD方法描述 |
| 2.3.2 SIAD方法收敛性讨论 |
| 2.4 考虑动力学系统高阶固有频率的SIAD方法 |
| 2.5 数值实现方法 |
| 2.6 数值算例 |
| 2.6.1 悬臂梁的基频最大化 |
| 2.6.2 三维支架结构的基频最大化 |
| 2.6.3 悬臂梁的第三阶固有频率最大化 |
| 2.6.4 两端固支梁的固有频率带隙最大化 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 弹性波方向性传输特性的声子晶体拓扑优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 周期微结构材料的波传播色散分析 |
| 3.3 拓扑优化模型 |
| 3.4 数值算例 |
| 3.4.1 规则初始设计 |
| 3.4.2 随机初始设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 考虑材料属性随机场的声子晶体鲁棒性拓扑优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于有限元方法的确定性声子晶体带隙分析 |
| 4.3 考虑材料分布不确定的随机带隙分析 |
| 4.3.1 利用EOLE离散材料属性随机场 |
| 4.3.2 利用PCE进行随机响应分析 |
| 4.4 考虑材料属性随机场的声子晶体鲁棒性拓扑优化 |
| 4.4.1 目标函数 |
| 4.4.2 鲁棒性拓扑优化列式 |
| 4.4.3 灵敏度分析 |
| 4.5 数值实现方法 |
| 4.6 数值算例 |
| 4.6.1 随机响应分析验证 |
| 4.6.2 鲁棒性拓扑优化设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）基因调控网络状态转变的优化策略研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 基因调控网络 |
| 1.1.1 基本定义 |
| 1.1.2 动态系统建模 |
| 1.2 生物系统的吸引子 |
| 1.3 基因网络的控制 |
| 1.4 基因调控网络的控制研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 基因网络的模型及调控机理 |
| 2.1 基因调控网络的动态模型 |
| 2.2 基因网络的调控机理 |
| 2.3 基因网络的优化问题 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 动态优化及混合整数动态优化算法 |
| 3.1 动态优化算法研究现状 |
| 3.1.1 序贯算法 |
| 3.1.2 联立算法 |
| 3.1.3 拟序贯算法 |
| 3.2 拟序贯拓展算法 |
| 3.2.1 变量离散 |
| 3.2.2 模型计算 |
| 3.2.3 灵敏度计算 |
| 3.2.4 算法流程及结构 |
| 3.3 混合整数动态优化及其拓展算法 |
| 3.3.1 混合整数动态优化求解方法概况 |
| 3.3.2 基于拟序贯的MIDO拓展算法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基因网络状态转变的控制路径优化 |
| 4.1 状态转变路径优化问题描述 |
| 4.2 优化实例 |
| 4.2.1 两节点基因网络优化分析 |
| 4.2.1.1 吸引子搜寻 |
| 4.2.1.2 分岔临界值仿真计算 |
| 4.2.1.3 优化求解 |
| 4.2.2 T-LGL信号网络优化分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基因网络调控变量识别 |
| 5.1 变量识别优化问题描述 |
| 5.2 MIDO问题预处理 |
| 5.3 优化实例分析 |
| 5.3.1 骨髓细胞分化调节网络 |
| 5.3.2 癌症基因网络 |
| 5.3.3 T-LGL信号网络 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 生物系统周期节律优化控制 |
| 6.1 研究背景及意义 |
| 6.2 优化问题分析 |
| 6.2.1 时间区间的划分 |
| 6.2.2 优化问题公式化 |
| 6.3 生物系统优化实例探讨 |
| 6.3.1 混沌系统 |
| 6.3.2 哺乳动物昼夜节律系统 |
| 6.3.3 胃癌基因调节网络 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A T-LGL信号网络模型方程 |
| 附录 B 骨髓细胞分化网络模型方程 |
| 附录 C 哺乳动物昼夜节律系统模型方程 |
| 附录 D 胃癌网络模型方程 |
| 作者简历 |
| 攻读博士期间科研成果 |
| 公开发表学术论文与博士学位论文的关系 |
（8）吸能结构拓扑构型优化设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 吸能结构优化设计研究现状 |
| 1.2.1 吸能结构简介 |
| 1.2.2 吸能结构优化设计研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 基于序列正交方法的多目标离散耐撞性优化研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 两阶段设计方法 |
| 2.2.1 复杂比例评估方法(COPRAS) |
| 2.2.2 基于序列正交方法的离散优化设计 |
| 2.3 基于两阶段设计方法的多胞泡沫填充结构离散优化研究 |
| 2.3.1 耐撞性评价指标 |
| 2.3.2 优化问题阐述 |
| 2.3.3 泡沫填充多胞管有限元建模及验证 |
| 2.3.4 结果与讨论 |
| 2.3.5 泡沫填充多胞管离散优化设计 |
| 2.4 变步长多目标序列正交设计方法 |
| 2.4.1 变步长序列正交设计方法 |
| 2.4.2 基于熵值法与AHP方法的组合赋权法 |
| 2.4.3 理想解法 |
| 2.4.4 灰色关联分析(GRA) |
| 2.4.5 改进的灰色关联理想解法 |
| 2.5 基于变步长序列正交方法的薄壁结构多目标离散优化设计 |
| 2.5.1 算法验证 |
| 2.5.2 双帽型薄壁结构轴向压溃多目标离散优化设计 |
| 2.5.3 侧面碰撞工况下B柱多目标离散优化设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于智能算法的吸能结构拓扑构型优化设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于整数编码遗传算法的拓扑构型优化方法 |
| 3.2.1 整数编码遗传算法 |
| 3.2.2 基于整数编码遗传算法的拓扑构型优化设计流程 |
| 3.3 多胞薄壁结构拓扑构型优化设计 |
| 3.3.1 多胞薄壁结构离散拓扑构型优化问题阐述 |
| 3.3.2 单工况多胞管离散拓扑构型优化设计 |
| 3.3.3 多工况多胞管离散拓扑构型优化设计 |
| 3.4 基于蚁群算法的拓扑构型优化设计方法 |
| 3.4.1 蚁群算法 |
| 3.4.2 基于蚁群算法的拓扑构型优化设计流程 |
| 3.5 爆炸载荷下加筋板拓扑构型优化设计 |
| 3.5.1 加筋板离散拓扑构型优化问题阐述 |
| 3.5.2 改进的蚁群算法 |
| 3.5.3 加筋板拓扑构型优化设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于代理模型的多胞结构拓扑构型耐撞性优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于克里金模型的离散优化策略 |
| 4.2.1 基于分段函数圆整的连续变量离散化方法 |
| 4.2.2 Kriging模型 |
| 4.2.3 代理模型加点策略 |
| 4.2.4 基于非支配关系排序的并行加点准则 |
| 4.2.5 基于克里金模型的离散优化策略具体流程 |
| 4.3 算法性能测试 |
| 4.3.1 算例1 |
| 4.3.2 算例2 |
| 4.3.3 算例3 |
| 4.3.4 算例4 |
| 4.4 基于离散变量代理模型的多胞结构拓扑构型优化设计 |
| 4.4.1 多胞管有限元模型 |
| 4.4.2 九胞薄壁结构拓扑构型优化设计 |
| 4.4.3 多胞薄壁结构拓扑构型优化设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于单元能量的吸能结构拓扑构型设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于单元能量的非线性拓扑优化方法研究 |
| 5.2.1 非线性优化问题 |
| 5.2.2 优化方法和变量更新规则 |
| 5.2.3 设计流程 |
| 5.3 基于非线性拓扑优化的工程实际案例研究 |
| 5.3.1 变厚度多胞管轴向耐撞性拓扑构型设计 |
| 5.3.2 变厚度保险杠系统横向耐撞性拓扑构型设计 |
| 5.3.3 爆炸载荷下加筋板拓扑优化设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 主要结论 |
| 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读博士期间发表的学术论文 |
（9）任意泊松比超材料及其船体减振设计理论与方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 船舶轻量化研究进展 |
| 1.2.2 船舶隔振系统研究进展 |
| 1.2.3 超材料/超材料结构的力学性能研究 |
| 1.2.4 负泊松比超材料的分类 |
| 1.2.5 超材料优化设计方法的研究进展 |
| 1.2.6 声子晶体超材料性能分析及设计方法研究进展 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 第二章 任意泊松比超材料的功能基元拓扑优化设计理论与方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 结构拓扑优化理论方法 |
| 2.2.1 结构拓扑优化的数学模型 |
| 2.2.2 变密度法的基本理论 |
| 2.2.3 变密度法材料插值模型 |
| 2.2.4 基于SIMP法的结构拓扑优化模型 |
| 2.2.5 基于SIMP法的优化准则法 |
| 2.3 任意泊松比超材料的功能基元拓扑优化模型及设计方法 |
| 2.3.1 超材料的功能基元拓扑优化设计方法 |
| 2.3.2 基于功能基元拓扑优化的超材料设计 |
| 2.3.3 材料泊松比与结构泊松比概念的辨析 |
| 2.4 超材料的功能基元拓扑优化建模方法 |
| 2.4.1 不同形状的功能基元拓扑基结构 |
| 2.4.2 三种拓扑优化模型列式及计算结果 |
| 2.4.3 优化结果的验证 |
| 2.5 超材料泊松比值的验证及试验 |
| 2.5.1 基于3D增材打印制造的超材料试件 |
| 2.5.2 数值仿真验证 |
| 2.5.3 试验分析 |
| 2.6 超材料减振性能分析 |
| 2.7 承载功能为主的超材料拓扑优化设计 |
| 2.7.1 两种载荷条件下的优化及分析 |
| 2.7.2 拓扑优化结果提取及验证 |
| 2.7.3 超材料结构的面内刚度分析 |
| 2.7.4 超材料结构的面外刚度分析 |
| 2.7.5 承载功能为主时超材料拓扑优化设计的特点 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 任意泊松比超材料的轻量化优化设计方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 任意指定泊松比的超材料轻量化优化设计方法 |
| 3.2.1 超材料轻量化优化设计的数学模型及计算 |
| 3.2.2 轻量化超材料优化设计的验证 |
| 3.3 轻量化优化设计超材料的泊松比值试验验证 |
| 3.3.1 轻量化超材料结构的泊松比值试验 |
| 3.3.2 轻量化超材料的泊松比值试验分析 |
| 3.4 轻量化超材料的静力学性能分析 |
| 3.5 轻量化超材料的动力学性能分析 |
| 3.5.1 频响计算 |
| 3.5.2 减振性能分析 |
| 3.5.3 泊松比值对减振性能的影响规律 |
| 3.5.4 相比于传统蜂窝材料的减振性能 |
| 3.6 基于轻量化目标设计的各种泊松比超材料的减振性能 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于多工况结构拓扑优化理论的超材料减振优化设计方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多工况结构拓扑优化设计问题的难点 |
| 4.2.1 多工况结构拓扑优化问题分析 |
| 4.2.2 多工况结构拓扑优化的载荷病态现象分析及求解方法 |
| 4.3 基于折衷规划的多工况结构拓扑优化模型 |
| 4.3.1 RAMP模型 |
| 4.3.2 基于折衷规划的多工况结构拓扑优化模型 |
| 4.3.3 工况权重系数的灰色理论与专家评价方法 |
| 4.3.4 导重法求解多工况结构拓扑优化问题 |
| 4.4 折衷规划模型解决载荷病态的效果验证—算例分析 |
| 4.4.1 载荷比对结构拓扑优化结果的影响 |
| 4.4.2 工况权重系数对结构拓扑优化结果的影响 |
| 4.4.3 工况权重系数的灰色理论及专家评价方法 |
| 4.4.4 大跨度甲板强横梁的多工况结构拓扑优化设计 |
| 4.4.5 多工况结构拓扑优化问题研究总结 |
| 4.5 基于多工况拓扑优化理论和机械阻抗的超材料减振优化方法 |
| 4.5.1 机械阻抗的定义及研究现状 |
| 4.5.2 机械阻抗与减振效果间的关系 |
| 4.5.3 基于机械阻抗的超材料减振优化模型 |
| 4.6 超材料动力学特性的数值仿真 |
| 4.6.1 减振效果分析 |
| 4.6.2 泊松比对减振效果影响规律 |
| 4.7 减振效果评价方法 |
| 4.7.1 基于振级落差VLD的减振性能分析 |
| 4.7.2 基于频率响应的减振性能分析 |
| 4.8 本章结论 |
| 第五章 声子晶体超材料船用基座设计方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 超材料船用基座的减振设计及优化 |
| 5.2.1 船用基座船底甲板减振性能评价方法 |
| 5.2.2 传统基座减振结构设计 |
| 5.2.3 负泊松比蜂窝基座减振结构设计 |
| 5.2.4 负泊松比蜂窝基座的减振结构优化 |
| 5.2.5 负泊松比蜂窝基座的减振试验验证 |
| 5.3 声子晶体超材料基座的减振结构设计及优化 |
| 5.3.1 声子晶体超材料基座的减振结构设计 |
| 5.3.2 声子晶体超材料基座的减振优化设计 |
| 5.3.3 声子晶体超材料基座的减振特性分析 |
| 5.3.4 声子晶体超材料基座的刚度分析 |
| 5.4 蜂窝胞元与声子晶体一体化协同减振优化设计 |
| 5.4.1 优化策略及设计变量的描述 |
| 5.4.2 蜂窝胞元与声子晶体一体化协同减振优化设计 |
| 5.5 声子晶体负泊松比超材料基座的减振机理探讨 |
| 5.5.1 声子晶体超材料基座的动力学简化模型 |
| 5.5.2 蜂窝结构参数对减振性能的影响规律 |
| 5.5.3 声子晶体超材料基座的减振机理 |
| 5.6 基于局域共振机理的声子晶体基座减振优化方法 |
| 5.6.1 局域共振型声子晶体基座的优化模型 |
| 5.6.2 优化结果分析 |
| 5.6.3 声子晶体周期数量对减振性能影响规律 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 机舱双层底结构动力学优化与超材料减振 |
| 6.1 机舱双层底结构动力学分析 |
| 6.1.1 研究内容 |
| 6.1.2 技术要求 |
| 6.1.3 机舱双层底原方案的动力学分析 |
| 6.2 机舱双层底结构振动控制方法 |
| 6.3 舱段结构的固有频率优化设计 |
| 6.3.1 优化模型中设计变量的定义 |
| 6.3.2 固有频率优化后方案-1(不考虑质量约束) |
| 6.3.3 固有频率优化-2(增重控制在100 t以内) |
| 6.4 舱段结构的频响优化设计 |
| 6.4.1 优化模型的建立 |
| 6.4.2 频响优化后的计算结果分析 |
| 6.5 超材料基座设计及其在机舱中减振应用 |
| 6.5.1 减振超材料基座的结构设计 |
| 6.5.2 机舱双层底处超材料减振基座的动力学分析 |
| 6.5.3 超材料基座减振性能分析 |
| 6.6 超材料船体结构减振优化设计 |
| 6.6.1 超材料船体结构减振设计方案-1 |
| 6.6.2 超材料船体结构减振设计方案-2 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文、专利 |
| 致谢 |
（10）涡轮动叶叶顶间隙泄漏控制及结构优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 高温和高负荷燃气涡轮 |
| 1.1.2 涡轮动叶叶顶间隙泄漏流动及控制技术 |
| 1.1.3 叶顶结构设计和拓扑优化方法 |
| 1.1.4 论文研究目的和意义 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展 |
| 1.2.1 动叶叶顶气动传热性能分析研究 |
| 1.2.2 动叶叶顶气动和冷却结构优化研究 |
| 1.2.3 流体拓扑优化研究 |
| 1.2.4 存在的问题 |
| 1.3 本文研究内容和研究思路 |
| 2 叶顶结构建模及其性能分析与优化方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 涡轮叶栅和叶顶结构模型 |
| 2.2.1 叶栅物理模型 |
| 2.2.2 叶顶结构 |
| 2.3 风洞试验方法 |
| 2.3.1 风洞系统和试验叶栅 |
| 2.3.2 测量截面和测试技术 |
| 2.3.3 数据处理和试验误差 |
| 2.4 数值模拟方法 |
| 2.4.1 计算域 |
| 2.4.2 控制方程和边界条件 |
| 2.4.3 网格无关性检验 |
| 2.5 拓扑优化方法 |
| 2.5.1 优化数学模型 |
| 2.5.2 灵敏度分析 |
| 2.5.3 优化算法 |
| 2.5.4 不稳定问题的预防措施 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 翼型冠对平面叶栅性能影响的数值与试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 翼型冠结构设计 |
| 3.2.1 研究算例 |
| 3.2.2 平顶和整冠叶栅流场 |
| 3.2.3 全周小翼宽度对叶栅性能的影响 |
| 3.2.4 部分冠位置对叶栅性能的影响 |
| 3.3 密封齿对翼型冠间隙泄漏控制能力的影响 |
| 3.3.1 研究算例 |
| 3.3.2 密封齿对翼型冠叶栅整体性能的影响 |
| 3.3.3 密封齿对翼型冠叶栅间隙泄漏流的影响 |
| 3.3.4 密封齿对翼型冠叶栅旋涡演变的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 带翼型冠涡轮级性能和动叶旋转效应的数值研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 翼型冠对涡轮级性能的影响研究 |
| 4.2.1 研究算例 |
| 4.2.2 翼型冠对涡轮动叶栅性能的影响 |
| 4.2.3 叶顶间隙对不同叶顶结构动叶栅性能的影响 |
| 4.2.4 涡轮有效效率对比 |
| 4.3 平顶和翼型冠动叶旋转效应研究 |
| 4.3.1 研究算例 |
| 4.3.2 旋转效应对动叶旋涡演变的影响 |
| 4.3.3 旋转效应对动叶气动损失的影响 |
| 4.3.4 旋转效应对叶顶间隙泄漏流的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于源项的数值模拟及其在叶顶喷气孔优化中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SCFD的控制方程 |
| 5.2.1 流动控制方程 |
| 5.2.2 能量控制方程 |
| 5.2.3 湍流模型方程 |
| 5.2.4 喷气源项模型 |
| 5.3 SCFD计算准确性验证 |
| 5.3.1 BCFD传热计算的准确性验证 |
| 5.3.2 SCFD流动和传热计算的准确性验证 |
| 5.4 基于SCFD的翼型冠叶顶喷气孔性能分析与优化 |
| 5.4.1 叶顶喷气对翼型冠叶栅性能的作用机制 |
| 5.4.2 翼型冠喷气孔优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 叶顶结构拓扑优化研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 流体拓扑优化流程 |
| 6.2.1 优化问题数学表达式 |
| 6.2.2 设计灵敏度 |
| 6.2.3 拓扑优化流程 |
| 6.3 突扩管道和U型管流道拓扑优化 |
| 6.3.1 突扩管道拓扑优化 |
| 6.3.2 U型管拓扑优化 |
| 6.4 二维叶顶结构拓扑优化 |
| 6.4.1 二维叶顶优化算例 |
| 6.4.2 二维叶顶优化结果 |
| 6.4.3 优化叶顶性能数值模拟验证 |
| 6.5 三维叶顶结构拓扑优化 |
| 6.5.1 三维叶顶优化算例 |
| 6.5.2 三维叶顶优化结果 |
| 6.5.3 优化叶顶对叶栅性能影响的试验和数值模拟分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、离散变量结构优化设计的研究进展与展望（论文参考文献）
- [1]增材制造中的结构设计与路径规划问题[D]. 翟晓雅. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [2]基于生物地理学算法的跨越架结构优化设计[D]. 陈泰锟. 合肥工业大学, 2021(02)
- [3]基于子集模拟优化的密肋复合板结构优化设计和参数识别[D]. 马潇雨. 北京交通大学, 2020(03)
- [4]结构优化设计中郊狼优化算法的研究与应用[D]. 张惠嘉. 深圳大学, 2020
- [5]高性能数值微分博弈 ——一种机器智能方法[D]. 朱强. 浙江大学, 2020(01)
- [6]考虑特征值的结构动力学和声子晶体拓扑优化[D]. 何经杰. 大连理工大学, 2020
- [7]基因调控网络状态转变的优化策略研究[D]. 袁美晨. 浙江大学, 2020(01)
- [8]吸能结构拓扑构型优化设计方法研究[D]. 刘唐英. 湖南大学, 2019(01)
- [9]任意泊松比超材料及其船体减振设计理论与方法[D]. 秦浩星. 上海交通大学, 2019(06)
- [10]涡轮动叶叶顶间隙泄漏控制及结构优化研究[D]. 张敏. 大连理工大学, 2019(01)