中国科技论文
中國科技論文
중국과기논문
Sciencepaper Online
2014年
11期
1209-1215
,共7页
袁庆晴%程惠莹%赵敏%葛彤
袁慶晴%程惠瑩%趙敏%葛彤
원경청%정혜형%조민%갈동
多学科设计优化%目标解析分流法%重水潜器
多學科設計優化%目標解析分流法%重水潛器
다학과설계우화%목표해석분류법%중수잠기
multidisciplinary design optimization%ATC method%heavier-than-water AUV
采用一种新型的多学科设计方法———目标解析分流法进行重水潜器的概念设计。首先利用半经验法建立重水潜器的集成系统模型,并进行目标层解分析(ATC)优化模型;再应用增广拉格朗日惩罚函数松弛化方法,通过改进内外层嵌套式求解策略,减少内层循环病态子问题的求解计算时间,在内层循环得到收敛的同时,外层循环更新惩罚权重来获得可行解;随后改变惩罚函数权重,对比分析各种惩罚函数对求解效率的影响。由实验可得,应用增广拉格朗日惩罚函数松弛化求解的方法,保持计算精度的同时也提高了计算效率。最终获得的系统最优解与多维的一次设计优化问题所得到的最优解非常接近,证明了多学科设计优化能充分利用不同学科之间的相互作用所产生的协同效应,从而获得系统整体的最优解。
採用一種新型的多學科設計方法———目標解析分流法進行重水潛器的概唸設計。首先利用半經驗法建立重水潛器的集成繫統模型,併進行目標層解分析(ATC)優化模型;再應用增廣拉格朗日懲罰函數鬆弛化方法,通過改進內外層嵌套式求解策略,減少內層循環病態子問題的求解計算時間,在內層循環得到收斂的同時,外層循環更新懲罰權重來穫得可行解;隨後改變懲罰函數權重,對比分析各種懲罰函數對求解效率的影響。由實驗可得,應用增廣拉格朗日懲罰函數鬆弛化求解的方法,保持計算精度的同時也提高瞭計算效率。最終穫得的繫統最優解與多維的一次設計優化問題所得到的最優解非常接近,證明瞭多學科設計優化能充分利用不同學科之間的相互作用所產生的協同效應,從而穫得繫統整體的最優解。
채용일충신형적다학과설계방법———목표해석분류법진행중수잠기적개념설계。수선이용반경험법건립중수잠기적집성계통모형,병진행목표층해분석(ATC)우화모형;재응용증엄랍격랑일징벌함수송이화방법,통과개진내외층감투식구해책략,감소내층순배병태자문제적구해계산시간,재내층순배득도수렴적동시,외층순배경신징벌권중래획득가행해;수후개변징벌함수권중,대비분석각충징벌함수대구해효솔적영향。유실험가득,응용증엄랍격랑일징벌함수송이화구해적방법,보지계산정도적동시야제고료계산효솔。최종획득적계통최우해여다유적일차설계우화문제소득도적최우해비상접근,증명료다학과설계우화능충분이용불동학과지간적상호작용소산생적협동효응,종이획득계통정체적최우해。
A new multidisciplinary design optimization,analytical target cascading(ATC)method,was adopted to carry out con-ceptual design of heavier-than-water(HTW)AUV.Firstly,a semi-empirical method was applied to establish an integrated sys-tem model for HTW as well as ATC optimization model.Secondly,the augmented Lagrangian penalty function relaxation method was applied by improving the inner and outer layers nested solving strategy,reducing computation time for solving the problem in the inner loop,and updating the weight of the outer loop to obtain a feasible solution.Then the penalty function weight was changed to analyze the affect for solving efficiency brought by various penalty functions.It can be extracted that the augmented Lagrangian penalty function relaxation method can reduce the number of iteration and keep the accuracy.The system optimal solu-tion obtained is close to the one calculated by multidimensional all-in-one design,which proves that multidisciplinary design optimization (MDO)can make full use of synergistic effect from the interaction among different subj ects to gain the system optimal solution.