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多学科设计优化方法在水下无人航行器中应用 被引量：2
1
作者 张磊 胡震 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期144-152,共9页
为了提高水下无人航行器工作的可靠性和稳健性,本文采用多学科设计优化方法开展航行器的总体设计优化。首先开展水下航行器在总体设计阶段的学科设计,分析了各学科内部的模型和计算方法,明确了各学科输入、输出和耦合关系;开展了学科内... 为了提高水下无人航行器工作的可靠性和稳健性,本文采用多学科设计优化方法开展航行器的总体设计优化。首先开展水下航行器在总体设计阶段的学科设计,分析了各学科内部的模型和计算方法,明确了各学科输入、输出和耦合关系;开展了学科内参数建模,确立了总体设计的设计变量、系统参数和约束条件。然后以航行器质量最轻和机动性能最强为优化目标,获得设计变量计算最优解和优化设计主要输出结果值。设计变量优化计算值有效提高设计方案满足约束的能力,优化设计主要输出结果为水下无人航行器设计方案的选择提供了定量依据。 展开更多
关键词 自主式水下潜器 学科建模 总体设计 设计变量 设计约束 优化计算 多学科设计优化 协同优化算法
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基于OpenMDAO的BLISS-2000多学科设计优化:流程、策略与参数研究
2
作者 高裕浩 何腾武 赵敏 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第6期135-149,共15页
[目的]旨在基于OpenMDAO研究BLISS-2000多学科设计优化方法的近似模型、一致性约束、边界更新策略对其收敛性能与优化效率的影响。[方法]首先,给出BLISS-2000方法优化流程和边界更新策略;然后,基于OpenMDAO建立BLISS-2000方法模型,结合... [目的]旨在基于OpenMDAO研究BLISS-2000多学科设计优化方法的近似模型、一致性约束、边界更新策略对其收敛性能与优化效率的影响。[方法]首先,给出BLISS-2000方法优化流程和边界更新策略;然后,基于OpenMDAO建立BLISS-2000方法模型,结合数学算例和工程算例验证所建模型准确性;最后,研究近似模型准确度、一致性等式约束及约束松弛、边界更新策略对BLISS-2000方法收敛性能与优化效率的影响。[结果]结果表明,通过提高近似模型准确度、选取适当的约束松弛因子和边界更新因子,可显著提高BLISS-2000方法的收敛性能与优化效率,并得到基于约束松弛的BLISS-2000方法相关参数的建议取值。[结论]研究结果可对改进BLISS-2000方法及船舶与海洋工程装备概念设计阶段应用BLISS-2000方法提供参考。 展开更多
关键词 船舶设计 多目标优化 多学科设计优化 OpenMDAO BLISS-2000 近似模型 边界更新策略
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多学科设计优化算法比较及其在船舶和海洋平台设计上的应用 被引量：10
3
作者 姜哲 崔维成 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第1期150-160,共11页
多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,简称MDO)是一种通过充分探索和利用系统中的相互作用的协同机制来设计复杂系统工程和子系统的方法论。多学科设计优化算法是其核心部分,也是研究最活跃的领域。文中首先介绍了MD... 多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,简称MDO)是一种通过充分探索和利用系统中的相互作用的协同机制来设计复杂系统工程和子系统的方法论。多学科设计优化算法是其核心部分,也是研究最活跃的领域。文中首先介绍了MDO算法的定义、分类和发展,然后从算法的来源和目的、优化过程、优缺点、改进方法和应用情况等五个方面对四种基于分解技术的MDO算法进行了综述,进而对比了这四种算法的异同点。最后,针对船舶和海洋平台设计的具体特点,归纳了适合于船舶或海洋平台多学科设计优化的MDO算法所需要具备的特征,并建议使用基于近似模型的协同优化算法或BLISS 2000算法进行船舶和海洋平台的多学科设计优化。 展开更多
关键词 多学科设计优化 多学科设计优化算法 船舶和海洋平台设计 基于近似模型的协同优化算法 BLISS 2000算法
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两层分级多学科设计优化在AUV概念设计中的应用 被引量：2
4
作者 刘蔚 操安喜 +1 位作者 赵敏 崔维成 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期88-98,共11页
建立了自治水下潜水器总体概念设计的两层分级多学科设计优化框架的数学模型,借助试验设计方法进行设计变量与目标函数的相关性分析,选取对AUV总体概念设计结果最有影响的设计变量,进行多种优化搜索策略和多组不同初始设计值的多学科设... 建立了自治水下潜水器总体概念设计的两层分级多学科设计优化框架的数学模型,借助试验设计方法进行设计变量与目标函数的相关性分析,选取对AUV总体概念设计结果最有影响的设计变量,进行多种优化搜索策略和多组不同初始设计值的多学科设计优化,最后得到自治水下潜水器概念设计的优化结果。 展开更多
关键词 船舶 舰船工程 AUV 多学科设计优化 两层分级多学科设计优化框架 试验设计方法
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多学科设计优化算法研究综述 被引量：3
5
作者 杨磊 韦喜忠 +1 位作者 赵峰 李胜忠 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第2期1-5,47,共6页
随着多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)技术的发展,它将成为优化设计的大趋势。为了能够更好地运用MDO来解决船舶设计优化问题,本文对近年来发展的MDO算法进行系统梳理和分类,对发展已较成熟的几种算法进行简... 随着多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)技术的发展,它将成为优化设计的大趋势。为了能够更好地运用MDO来解决船舶设计优化问题,本文对近年来发展的MDO算法进行系统梳理和分类,对发展已较成熟的几种算法进行简要介绍,对新发展的几种特殊算法应用环境、性能特点进行重点介绍;最后,对MDO算法研究存在的不足和今后发展趋势提出了若干建议。 展开更多
关键词 多学科设计优化 多学科设计优化算法 算法分类
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多学科设计优化中常用代理模型的研究 被引量：156
6
作者 穆雪峰 姚卫星 +2 位作者 余雄庆 刘克龙 薛飞 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期608-612,共5页
代理模型是多学科设计优化的关键技术之一。本文系统介绍了多项式响应面模型,径向基函数模型和K rig ing模型等3种多学科设计优化中常用的代理模型。通过构造某机翼展向气动载荷分布的代理模型,对这3种模型的效果进行了评估,并对这些代... 代理模型是多学科设计优化的关键技术之一。本文系统介绍了多项式响应面模型,径向基函数模型和K rig ing模型等3种多学科设计优化中常用的代理模型。通过构造某机翼展向气动载荷分布的代理模型,对这3种模型的效果进行了评估,并对这些代理模型的构造方法、基本特性和适用范围进行了分析研究。 展开更多
关键词 多学科设计优化 代理模型 多项式响应面模型 径向基函数模型 KRIGING模型
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基于Kriging模型的涡轮叶片多学科设计优化 被引量：38
7
作者 韩永志 高行山 +1 位作者 李立州 岳珠峰 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1055-1059,共5页
引入基于Kriging模型的近似技术,建立了一种三维涡轮叶片的多学科设计优化方法.系统介绍了Kriging近似模型,采用松散耦合方法考虑叶片各学科之间的耦合关系,在多学科耦合分析的基础上,采用多学科可行方法与基于Kriging模型的多学科优化... 引入基于Kriging模型的近似技术,建立了一种三维涡轮叶片的多学科设计优化方法.系统介绍了Kriging近似模型,采用松散耦合方法考虑叶片各学科之间的耦合关系,在多学科耦合分析的基础上,采用多学科可行方法与基于Kriging模型的多学科优化方法分别进行了优化和比较.算例表明,同等条件下相对于前者,后者能够在精度无明显损失的情况下更快地收敛到最优解,使涡轮叶片的各项性能得到明显改善,证明该优化方法是可行有效的. 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 涡轮叶片 耦合 多学科设计优化 KRIGING模型
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基于全参数化模型的白车身多学科设计优化 被引量：27
8
作者 史国宏 陈勇 +2 位作者 姜欣 江峰 杨雨泽 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期928-931,946,共5页
在某车型前期开发中,引入"分析驱动设计"的理念,建立了隐式全参数化白车身模型,并根据整车的空间布置,设定了车身架构关键参数的有效变化范围;通过试验设计建立近似模型,分析了白车身架构关键参数对刚度、模态和被动安全性的... 在某车型前期开发中,引入"分析驱动设计"的理念,建立了隐式全参数化白车身模型,并根据整车的空间布置,设定了车身架构关键参数的有效变化范围;通过试验设计建立近似模型,分析了白车身架构关键参数对刚度、模态和被动安全性的影响;最后进行整车优化,获得了满足刚度、模态和被动安全性能等多学科性能要求的前期白车身架构。 展开更多
关键词 白车身 隐式参数化模型 多学科设计优化 刚度 模态 被动安全性
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复杂产品多学科设计优化技术 被引量：35
9
作者 马明旭 王成恩 +1 位作者 张嘉易 黄章俊 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期15-26,共12页
针对复杂产品设计过程中存在学科组成多、学科高度耦合、复杂产品不能进行全面优化设计的问题,指出在复杂产品设计中应用多学科设计优化(Multidisciplinary design optimization,MDO)方法的必要性。阐述MDO的国内外发展现状及其基本概... 针对复杂产品设计过程中存在学科组成多、学科高度耦合、复杂产品不能进行全面优化设计的问题,指出在复杂产品设计中应用多学科设计优化(Multidisciplinary design optimization,MDO)方法的必要性。阐述MDO的国内外发展现状及其基本概念。分析MDO的知识体系,总结出MDO研究应包括理论和应用两大方面,前者主要包括数学建模、系统分解、优化框架、近似模型、灵敏度分析和优化算法等理论方法,后者主要涉及软件集成、数据转换、设计数据管理、可视化、项目管理和并行计算等技术,并指出这些理论方法与应用技术间的关系。结合实际情况,建议我国应在理论创新、集成平台开发和技术推广等方向开展MDO研究工作。 展开更多
关键词 多学科设计优化 系统分解 优化框架 软件集成
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多学科设计优化在整车轻量化设计中的应用研究 被引量：47
10
作者 张勇 李光耀 +1 位作者 孙光永 韩旭 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期877-881,共5页
采用最优拉丁方试验设计方法进行样本数据设计,同时,为了提高计算效率,采用了一种新型的响应面构建方法——逐步回归响应面方法构建了整车耐撞性与白车身自由模态多学科系统的近似模型,利用序列二次规划优化方法对此近似模型进行优化,... 采用最优拉丁方试验设计方法进行样本数据设计,同时,为了提高计算效率,采用了一种新型的响应面构建方法——逐步回归响应面方法构建了整车耐撞性与白车身自由模态多学科系统的近似模型,利用序列二次规划优化方法对此近似模型进行优化,避免了整车碰撞传统优化设计方法计算量大,在碰撞非线性系统优化中常常易导致收敛缓慢甚至不收敛的缺点,在满足了CMVDR294安全法规的同时,使得白车身的扭转模态值得到提高,汽车重量得到较大程度的减轻。 展开更多
关键词 多学科设计优化 逐步回归响应面 轻量化 最优拉丁方
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航空发动机涡轮叶片的多学科设计优化 被引量：49
11
作者 吴立强 尹泽勇 蔡显新 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期795-801,共7页
叙及了多学科设计优化技术在航空发动机涡轮叶片设计中的应用研究,对涡轮叶片多学科设计优化方法进行设计的具体实施过程进行了介绍,讨论了结构、气动、传热、强度、振动和寿命以及优化算法等跨学科之间进行耦合优化设计的理论和方法。... 叙及了多学科设计优化技术在航空发动机涡轮叶片设计中的应用研究,对涡轮叶片多学科设计优化方法进行设计的具体实施过程进行了介绍,讨论了结构、气动、传热、强度、振动和寿命以及优化算法等跨学科之间进行耦合优化设计的理论和方法。文末给出了一计算实例。 展开更多
关键词 航空、航天推进系统 多学科设计优化 涡轮叶片设计 气动 传热 强度 振动
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关于多学科设计优化计算框架的探讨 被引量：37
12
作者 余雄庆 姚卫星 +3 位作者 薛飞 穆雪峰 刘克龙 黄爱凤 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第3期286-289,共4页
多学科设计优化 (MDO)框架是指能实现多学科设计优化方法、包含硬件和软件体系的计算环境 ,在这个计算环境中能够集成和运行各学科的计算 ,实现各学科之间的通讯。本文根据MDO的目的、工业界的需要和MDO框架的现状 ,归纳了MDO框架应具... 多学科设计优化 (MDO)框架是指能实现多学科设计优化方法、包含硬件和软件体系的计算环境 ,在这个计算环境中能够集成和运行各学科的计算 ,实现各学科之间的通讯。本文根据MDO的目的、工业界的需要和MDO框架的现状 ,归纳了MDO框架应具有的特征和功能。并以这些特征和功能为评估准则 ,对目前国外几种主要的通用MDO计算框架进行分析和评估。 展开更多
关键词 多学科设计优化 优化 分布式计算
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基于近似的涡轮冷却叶片外形多学科设计优化 被引量：15
13
作者 虞跨海 王金生 +1 位作者 杨茜 岳珠峰 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期106-112,共7页
研究多学科耦合作用下的复杂结构快速设计优化技术,解决了涡轮冷却叶片设计优化的高设计成本和数值噪声问题。函数解析与特征造型方法结合造型软件二次开发技术,实现了涡轮冷却叶片几何模型参数化及自动造型;流热耦合分析方法得到准确... 研究多学科耦合作用下的复杂结构快速设计优化技术,解决了涡轮冷却叶片设计优化的高设计成本和数值噪声问题。函数解析与特征造型方法结合造型软件二次开发技术,实现了涡轮冷却叶片几何模型参数化及自动造型;流热耦合分析方法得到准确的气动与传热结果,通过保持与流热耦合分析模型网格节点的一致,将温度、压力等载荷信息精确传递到振动和强度分析模型;根据强度分析结果,采用经验公式方法预测叶片蠕变寿命,实现涡轮冷却叶片的多学科分析。以涡轮叶片叶尖和叶根两个外形截面18个设计参数为变量;优化拉丁超立方方法采样建立样本空间,利用Kriging函数构造快速分析模型;以叶身温度、总压损失和重量最小为优化目标,以共振裕度、应力、寿命和最大变形量为约束,建立高维、非线性设计空间下复杂涡轮冷却叶片涉及气动、传热、强度、振动和寿命等多个学科的多目标设计优化系统,最终实现叶片外形的设计优化,提高叶片的综合性能。 展开更多
关键词 涡轮冷却叶片 多学科设计优化 流热耦合 近似模型 多目标
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基于多学科设计优化技术的导弹方案设计 被引量：8
14
作者 龚春林 谷良贤 +2 位作者 孙建勋 陈建江 于红艳 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期842-848,共7页
多学科设计优化技术当前主要作为传统设计过程的补充,存在较大的局限性。为此,在导弹方案设计全过程引入了多学科并行设计思想,建立了包含两阶段的多学科设计优化流程,在多学科设计阶段形成基准方案,在多学科优化阶段完成基准方案的可... 多学科设计优化技术当前主要作为传统设计过程的补充,存在较大的局限性。为此,在导弹方案设计全过程引入了多学科并行设计思想,建立了包含两阶段的多学科设计优化流程,在多学科设计阶段形成基准方案,在多学科优化阶段完成基准方案的可行化与最佳化。建立了支持两个设计阶段的五种模型,并分析了基于这些模型描述多学科设计和多学科优化问题的方法。根据所研究的设计流程和建模方法,提出了建立四层体系结构的总体设计软件框架的思想。最后,在VisualC++开发环境下,开发了面向导弹总体设计的多学科设计优化原型系统。 展开更多
关键词 多学科设计优化 导弹 方案设计 设计流程 建模
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多级固体运载火箭分级多学科设计优化 被引量：11
15
作者 马树微 李静琳 +1 位作者 陈曦 陈万春 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期542-550,共9页
为了解决固体运载火箭总体优化过程中学科耦合性强、计算复杂、设计效率低等问题,建立了多级固体运载火箭的几何外形、质量、气动、推进、弹道/制导等学科模型,将多级运载火箭分成若干个子级火箭,并通过级间飞行状态连续性条件连接到一... 为了解决固体运载火箭总体优化过程中学科耦合性强、计算复杂、设计效率低等问题,建立了多级固体运载火箭的几何外形、质量、气动、推进、弹道/制导等学科模型,将多级运载火箭分成若干个子级火箭,并通过级间飞行状态连续性条件连接到一起,形成系统级和子系统级的框架。设计了并行方式和串行方式2种子系统的优化流程,以起飞总重最小为目标进行了多学科设计优化(MDO)。结果显示,这2种分级优化的方法与多学科可行(MDF)方法相比能减小优化过程中的迭代次数,得到更好的优化结果,从而验证了分级优化方法在多级固体运载火箭MDO的可行性与优越性。 展开更多
关键词 多级 固体运载火箭 多学科设计优化(MDO) 分级 并行 串行
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多学科设计优化技术在船舶初步设计中的应用 被引量：21
16
作者 冯佰威 刘祖源 常海超 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期109-116,共8页
首先阐述了船舶的设计过程,指出传统的船舶初步设计是一种串行的设计模式,即是先确定主尺度,然后根据主尺度确定船型。这种设计模式通常只能得到一个满足各指标要求的可行解,而得不到全局最优解。将多学科设计优化技术(MDO)应用到初步... 首先阐述了船舶的设计过程,指出传统的船舶初步设计是一种串行的设计模式,即是先确定主尺度,然后根据主尺度确定船型。这种设计模式通常只能得到一个满足各指标要求的可行解,而得不到全局最优解。将多学科设计优化技术(MDO)应用到初步设计阶段,将主尺度的确定与船型变换并行考虑,使主尺度的确定充分利用后期船型变换的信息,可实现全局最优的设计。最后,本文以油船的优化为例进行了验证。 展开更多
关键词 船舶 舰船工程 串行设计 并行设计 多学科设计优化 船型调和
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多学科设计优化方法在潜艇概念设计中的应用研究(英文) 被引量：13
17
作者 操安喜 赵敏 +1 位作者 刘蔚 崔维成 《船舶力学》 EI 北大核心 2007年第3期373-382,共10页
多学科设计优化方法(MDO)是从航空领域兴起的一种针对复杂工程优化设计的有效求解方法。该文针对潜艇设计的复杂性特点,探索MDO在潜艇概念设计中的应用。首先,文中建立了包括水动力、推进、重量、性能和成本共5个学科分析在内的数学模型... 多学科设计优化方法(MDO)是从航空领域兴起的一种针对复杂工程优化设计的有效求解方法。该文针对潜艇设计的复杂性特点,探索MDO在潜艇概念设计中的应用。首先,文中建立了包括水动力、推进、重量、性能和成本共5个学科分析在内的数学模型,然后采用MDO方法——协同优化方法(CO),对同时包含连续设计变量和离散设计变量的潜艇系统,进行了以最小化建造成本为目标的多学科设计优化,获得了优化结果。结果表明:相对于传统设计方法,分布式、并行的协同优化方法CO更适合潜艇系统的设计。 展开更多
关键词 多学科设计优化(MDO) 潜艇 概念设计 协同优化(CO)
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多学科设计优化算法及其在飞行器设计中应用 被引量：127
18
作者 余雄庆 丁运亮 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期1-6,共6页
多学科设计优化(MDO)算法是复杂系统设计优化的策略。对现有的各种MDO算法及其在飞机设计中应用状况进行分析、归纳和评述。内容包括:MDO问题的表述及其有关术语;MDO算法的任务;现有的MDO算法及其应用。
关键词 飞机设计 多学科设计优化 优化 工程设计
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汽车乘员舱安全性与舒适性多学科设计优化 被引量：11
19
作者 李铁柱 李光耀 +1 位作者 顾纪超 董立强 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期138-145,共8页
概念设计阶段汽车乘员舱的安全性和舒适性设计是关键任务,两者具有耦合效应,将多学科设计优化运用到乘员舱的设计中实现两个学科的并行设计。针对某款车的乘员舱布置,在该车100%正面碰撞试验基础上,通过乘员损伤分析软件建立该车的正面... 概念设计阶段汽车乘员舱的安全性和舒适性设计是关键任务,两者具有耦合效应,将多学科设计优化运用到乘员舱的设计中实现两个学科的并行设计。针对某款车的乘员舱布置,在该车100%正面碰撞试验基础上,通过乘员损伤分析软件建立该车的正面碰撞乘员约束系统模型并对模型进行验证用于评估其安全性;同时也基于关节强度的概念建立乘员舒适性模型。将多学科设计优化运用到乘员舱的设计中,避免了传统设计方法对安全性和舒适性的单独优化,实现了两个学科的并行设计,缩短了开发周期,最大化了乘员舱的整体性能。为提高计算效率,通过试验设计构建乘员约束系统的Kriging近似模型用于代替仿真模型。结果表明,该方法在较好地满足乘员安全性的同时提高了乘员的乘坐舒适性,在乘员舱布置方面具有较强的工程实用性。 展开更多
关键词 多学科设计优化 乘员舱布置 乘员约束系统 舒适性
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汽车车身耐撞性与NVH多学科设计优化研究 被引量：19
20
作者 张勇 李光耀 孙光永 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第14期1760-1763,共4页
将多学科设计优化运用在汽车车身耐撞性研究中,通过拉丁方试验设计获取采样数据点,同时,为了提高了计算效率,构建了考虑整车正撞安全性和白车身扭转模态优化设计的多学科系统的响应面近似模型,然后运用序列响应面方法结合多学科可行性... 将多学科设计优化运用在汽车车身耐撞性研究中,通过拉丁方试验设计获取采样数据点,同时,为了提高了计算效率,构建了考虑整车正撞安全性和白车身扭转模态优化设计的多学科系统的响应面近似模型,然后运用序列响应面方法结合多学科可行性方法对近似模型进行优化。避免了传统整车耐撞性和白车身NVH相结合的多学科优化设计方法计算量大,且在碰撞非线性系统优化中常常易导致收敛缓慢甚至不收敛的缺点。在较好地满足CMVDR294安全法规的同时,使得白车身的扭转模态值得到提高,在一定程度上改善了汽车的安全性、舒适性和平顺性。 展开更多
关键词 多学科设计优化 NVH 近似模型 拉丁方试验设计
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