結構序列近似建模優(yōu)化方法與應用

目錄
“空天前沿技術叢書”序一
“空天前沿技術叢書”序二
前言
第1章 緒論 1
1.1 結構優(yōu)化概述 1
1.1.1 結構優(yōu)化設計 1
1.1.2 結構優(yōu)化算法 4
1.2 結構序列近似優(yōu)化方法研究進展 6
1.2.1 初始采樣方法 6
1.2.2 近似建模方法 9
1.2.3 序列加點采樣方法 14
1.3 運載火箭典型薄壁加筋艙段優(yōu)化設計研究進展 16
1.3.1 薄壁均勻加筋圓柱殼優(yōu)化設計 16
1.3.2 集中力擴散艙段優(yōu)化設計 18
第2章 高維非規(guī)則設計域的混合整數(shù)序列填充采樣算法 21
2.1 立方體域的混合整數(shù)序列填充采樣算法 21
2.1.1 考慮混合整數(shù)的拉丁超立方均布性準則 21
2.1.2 基于遞歸演化和概率躍遷的混合整數(shù)序列填充采樣算法 24
2.1.3 基于遞歸演化和概率躍遷的低相關性混合整數(shù)序列填充采樣算法 30
2.2 非規(guī)則域的混合整數(shù)序列填充采樣算法 35
2.2.1 基于樣本點局部密度函數(shù)改造的非規(guī)則域序列填充采樣算法 36
2.2.2 基于逐點采樣-排列優(yōu)化的非規(guī)則域混合整數(shù)序列填充采樣算法 46
2.3 不同采樣方法在典型加筋圓柱殼優(yōu)化設計中的應用 51
2.3.1 典型加筋圓柱殼描述 51
2.3.2 面向加筋圓柱殼輕量化的非規(guī)則域混合整數(shù)序列填充采樣 52
2.3.3 不同初始樣本點的加筋圓柱殼輕量化對比分析 54
2.4 本章小結 59
第3章 大型復雜結構的增廣徑向基函數(shù)近似建模方法 61
3.1 增廣徑向基函數(shù)近似模型 61
3.2 基于矩估計的ARBF近似建模方法 64
3.2.1 矩估計方法 64
3.2.2 算例測試 69
3.3 基于分片K折交叉驗證的ARBF近似建模方法 75
3.3.1 分片K折交叉驗證方法 75
3.3.2 算例測試 83
3.4 面向全局近似的ARBF序列近似建模方法 89
3.4.1 輔助模型與*終模型差異性的偏差-方差分解 90
3.4.2 基于非精確Voronoi圖解的ARBF序列近似建模算法 92
3.4.3 算例測試 99
3.5 基于ARBF的多保真度近似建模方法 105
3.5.1 多保真度近似模型 105
3.5.2 基于分片K折交叉驗證的ARBF多保真度近似建模方法 107
3.5.3 算例驗證 109
3.6 本章小結 113
第4章 基于傳統(tǒng)優(yōu)化算法的加筋圓柱殼艙段優(yōu)化設計 115
4.1 基于近似建模的網(wǎng)格加筋圓柱殼優(yōu)化設計 115
4.1.1 網(wǎng)格加筋圓柱殼有限元建模 115
4.1.2 網(wǎng)格加筋圓柱殼穩(wěn)定性分析 116
4.1.3 基于近似模型的網(wǎng)格加筋圓柱殼優(yōu)化設計 118
4.2 基于模擬退火算法的集中力擴散艙段優(yōu)化設計 121
4.2.1 基于多層級加筋的集中力擴散艙段多區(qū)域聯(lián)合設計 121
4.2.2 基于靜力分析和工程算法的集中力擴散艙段優(yōu)化模型 129
4.2.3 集中力擴散艙段多區(qū)域聯(lián)合優(yōu)化設計 134
4.3 基于協(xié)同模擬退火算法的集中力擴散艙段優(yōu)化設計 139
4.3.1 集中力擴散艙段結構分解策略 140
4.3.2 協(xié)同模擬退火算法 142
4.3.3 集中力擴散艙段多子域協(xié)同優(yōu)化設計 148
4.4 本章小結 159
第5章 考慮整體穩(wěn)定性的大直徑加筋圓柱殼優(yōu)化 161
5.1 大直徑薄壁加筋圓柱殼穩(wěn)定性分析及優(yōu)化問題建模 161
5.1.1 加筋圓柱殼有限元建模 161
5.1.2 加筋圓柱殼穩(wěn)定性分析 163
5.1.3 大直徑加筋圓柱殼輕量化設計問題建模 164
5.2 基于探索/開發(fā)競爭并行采樣的ARBF序列近似優(yōu)化算法 165
5.2.1 序列并行采樣策略 165
5.2.2 探索/開發(fā)競爭采樣機制 172
5.2.3 算法整體框架 173
5.3 考慮整體承載性能的重型運載火箭加筋圓柱殼輕量化設計 174
5.3.1 優(yōu)化問題建模 174
5.3.2 加筋圓柱殼輕量化設計 175
5.4 本章小結 184
第6章 考慮桁條局部穩(wěn)定性的大直徑加筋圓柱殼優(yōu)化 185
6.1 桁條穩(wěn)定性對大直徑加筋圓柱殼承載性能影響分析 185
6.1.1 大直徑加筋圓柱殼失穩(wěn)機理 185
6.1.2 桁條失穩(wěn)模式對大直徑加筋圓柱殼承載性能影響分析 186
6.2 基于近似模型的大直徑加筋圓柱殼參數(shù)靈敏度分析 189
6.2.1 基于ARBF近似模型正交分解的全局靈敏度分析方法 189
6.2.2 數(shù)值算例分析 197
6.2.3 大直徑加筋圓柱殼參數(shù)靈敏度分析 198
6.3 基于搜索空間重構的ARBF序列近似優(yōu)化算法 203
6.3.1 初始采樣空間描述及優(yōu)化問題重構 204
6.3.2 基于改進雙精英種群進化的約束空間開發(fā)采樣策略 205
6.3.3 基于MIVDO算法的約束空間探索采樣策略 208
6.3.4 優(yōu)化算法整體框架 209
6.4 考慮桁條局部穩(wěn)定性約束的重型運載火箭加筋圓柱殼輕量化設計 210
6.5 本章小結 218
第7章 基于多保真度近似模型的集中力擴散艙段優(yōu)化 220
7.1 集中力擴散艙段多保真度優(yōu)化問題描述 220
7.2 面向多響應系統(tǒng)的多保真度序列近似建模方法 221
7.2.1 mMIVDO自適應采樣算法 222
7.2.2 mLOOCV自適應采樣算法 225
7.3 基于搜索空間重構的多保真度序列近似優(yōu)化算法 229
7.3.1 高保真度樣本點采樣策略 229
7.3.2 低保真度樣本點采樣策略 232
7.3.3 搜索空間重構及無效樣本點剔除策略 234
7.3.4 算法框架 235
7.4 基于多保真度近似模型的集中力擴散艙段優(yōu)化設計 237
7.5 本章小結 245
參考文獻 246