飞行器设计硕士论文-多学科设计优化技术研究

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1、西北工业大学硕士学位论文题目多学科设计优化技术研究作者郭健指导教师谷良贤专业技术职称教授学科飞行器设计2001年3月AThesisSubmittedfortheMasterDegreeofEngineeringResearchofMultidisciplinaryDesignOptimizationbyGuoJianSupervisedbyProf.GuLiangxianCollegeofAstronauticsNorthwesternPolytechnicalUniversityXi’anP.R.ChinaMa

2、rch2001摘要多学科设计优化技术是九十年代以来在国外迅速发展的一门学科，它可以有效地解决大规模复杂工程系统的设计问题，因此在航空航天领域有广阔的应用前景。而在我国，多学科设计优化技术的研究才刚刚起步。本文正是以此为契机，对多学科设计优化技术的整个体系进行了研究，并重点对其中一种非常有潜力的分布式并行优化方法——协作优化方法进行了分析和改进。本文的主要研究工作包括：1)在国内率先归纳和综合了多学科设计优化技术的组成内容和各方向研究成果，结合作者的研究体会，建立起了一套比较完整的多学科设计优化技术体系，并对该体系

3、的具体内容给予了详细的阐述；2)针对协作优化方法在一些实际工程设计工作中遇到的计算困难，首次从数学原理和算例分析两方面深入探讨了产生这种计算困难的根本原因，提出了可能克服该困难的几种可行途径，并对它们的计算效果给予了初步评价；3)在前一部分工作的基础上，创造性地提出了将一种现代优化算法——模拟退火算法与协作优化方法相结合的思路，并根据该思路对标准的协作优化方法进行了改进，建立起全新的基于模拟退火的协作优化构架，计算结果表明，改进后的协作优化方法具有比标准协作优化方法强得多的求解能力。本文研究着眼于基本理论和方法的

4、分析与改进，旨在为今后我国多学科设计优化技术的发展提供一个有益的尝试。关键词：多学科设计优化技术，协作优化方法，模拟退火算法AbstractMultidisciplinaryDesignOptimization(MDO)isanemerging,newengineeringdiscipline.Sinceitcansolvetheproblemoflarge-scalecomplexengineeringsystem'sdesign,ithaswidelypotentialapplicationinthefiel

5、dofaerospaceengineering.AsaninitialresearchofMDOwithinChina,thisthesisincludesthewholearchitectureofMDO.Theemphasisareontheanalysisandimprovementofadistributedconcurrentapproach——CollaborativeOptimization(CO).Themaincontentsofthisthesisareasfollows:1.Thisthes

6、isdiscussesallthecomponentsofMDOinteriorlyforthefirsttime.Basedonthesecomponentsandtheauthor'sexperience,thisthesisconstructsacompletearchitectureofMDO,anddescribesthecontentofthisarchitectureindetail.2.ConsideringthecomputedifficultyinducedbyCOinsomepractica

7、ldesign,thisthesisdeeplydiscussestheultimatereasonofproducingthecomputedifficultyfromtwoanglesofbothoptimizationtheoryandexamples.Thisthesisalsopresentsseveralapproachestoovercomethecomputedifficulty,andevaluatestheseapproaches.3.Basedonformerresearches,thist

8、hesispresentsanewcreationarymethodwhichcombinesCOwithamodernoptimizationarithmetic─SimulatedAnnealing(SA).ThisthesisalsoimprovesthestandardCOandconstructsanewarchitecturenamedSimulatedAnn