考虑流-结构耦合的体积约束拓扑优化

为实现流-结构耦合的结构拓扑优化设计,首先分别以水下结构固有频率和结构刚度最大化为目标,建立了渐进结构拓扑优化模型;然后,改进了网格独立滤波方法,提出单元尺寸滤波方法,将优化方法推广至设计域中单元尺寸存在差异较大情况的问题;最后,推导了目标函数以及在约束条件下的单元灵敏度,并采用双向渐进结构优化法对结构进行迭代计算。结果表明:刚度优化结果拓扑结构清晰,同时优化结构中未出现棋盘格现象,迭代过程收敛平稳;频率优化结果中,固有频率较初始设计域提升明显,优化效果显著,证明了单元尺寸独立滤波方法的有效性。     

发射装备结构支架的拓扑和尺寸优化北大核心

为实现某型发射装备结构支架的轻量化和小型化,在准静态均布载荷作用下对结构支架进行了拓扑优化设计,分析了优化得到的新型结构支架的刚度和重量对各个板件厚度的灵敏度。以板件厚度为设计变量,以结构重量最小为设计目标,对新型结构支架进行了尺寸优化,分析了最优解对设计变量初值的鲁棒性。计算和优化结果表明,在结构刚度不降低的条件下,新型结构支架的重量与原有结构支架相比减小了51%,最大应力降低了49.6%。     

舰炮身管的模态分析与多目标优化

舰炮的炮口扰动是影响舰炮射击精度的重要因素。为了减少舰炮的炮口扰动,优化身管结构,建立了柔性身管的ABAQUS有限元模型,将有限元模型的模态计算值与模态试验值进行比较,发现建立的柔性身管有限元模型是合理可行的。提出了混沌量子粒子群算法与动力学联合优化的方法,进行身管和炮口的多目标优化。优化结果表明,优化后炮口中心的线速度、角速度和角位移与优化前相比显著减小,身管质量有所降低,结构更加合理,该优化方法有效可行,为下一步全炮总体优化设计提供了一定的借鉴。     

基于混沌量子粒子群的舰炮身管多目标优化研究

舰炮的炮口扰动是影响舰炮射击精度的重要因素。为了减少舰炮的炮口扰动，优化身管结构，建立了柔性身管的有限元模型并将该模型的模态计算结果与模态试验测试值进行对比,证明建立的柔性身管有限元模型是有效的。提出了混沌量子粒子群算法与动力学联合优化的方法，进行身管和炮口的多目标优化，优化结果表明：优化后的炮口中心的线速度、角速度和角位移与优化前相比显著减小，身管质量有所降低，结构更加合理，该优化方法有效可行，为下一步全炮总体优化设计提供了一定的借鉴。     

弹道式导弹弹道多目标优化研究

以某导弹飞行程序设计为例进行了弹道式导弹弹道多目标优化研究。针对弹道设计中的多种约束和要求,建立了弹道多目标参数优化问题的目标规划法数学模型,进而采用约束变尺度法解决了最大射程及任一给定射程飞行程序选择问题,并进行了参数分析。为得到全局最优解,用正交试验法求取初始点;为提高梯度计算精度及速度,引入正交试验求梯度的方法,并作了改进,结合偏差积分法提出了新的梯度计算方法。     

某自行火炮全弹道多学科优化设计

为提高某自行火炮弹丸的杀伤效能,寻求该火炮全弹道设计参数间更优的匹配关系,并缩短全弹道设计周期,根据其包含的内弹道、外弹道和终点效应3个分学科之间的耦合关系,建立自行火炮全弹道多学科优化设计模型。以射程最大、杀伤面积最大为优化目标,进行全弹道优化设计。与单目标优化方法对比,多目标优化有效提高了该火炮弹道的综合性能,避免了单个目标优化时其他目标劣化的现象。     

适用于复杂系统仿真试验的试验设计方法

拉丁超立方试验设计是"充满空间"试验设计方法的重要领域.传统拉丁超立方试验设计优化以列相关系数最小化或试验点之间最大距离最小为单一优化准则,这种单目标试验设计优化方法存在缺陷.提出了将两类优化准则作为优化目标的多目标优化准则,以及实现多目标优化的改进ESE算法.算例分析证明,提出的试验设计优化算法优于已有典型试验设计方法.     

基于边界交叉法的高超声速滑翔飞行器多目标轨迹优化研究

针对高超声速滑翔飞行器复杂约束条件下多目标轨迹设计问题，基于边界交叉法和伪谱法提出了其多目标轨迹优化方法。首先，分析了高超声速滑翔飞行器复杂约束轨迹优化问题的特点，提出了多目标轨迹优化问题。然后，采用边界交叉法和伪谱法将多目标轨迹优化问题转化为一组单目标优化子问题，利用非线性规划算法分别求解。在优化过程中，将已求解子问题的解作为下一个子问题的初始值。利用上述方法求解了最大横程和最小峰值热流轨迹优化问题，仿真结果表明：本文方法能够有效搜索到优化轨迹的Pareto前沿，可以为高超声速滑翔飞行器轨迹设计提供参考。     

应用边界交叉法的高超声速滑翔飞行器多目标轨迹优化

针对高超声速滑翔飞行器复杂约束条件下多目标轨迹设计问题,基于边界交叉法和伪谱法提出多目标轨迹优化方法。分析高超声速滑翔飞行器复杂约束轨迹优化问题的特点,提出多目标轨迹优化问题。采用边界交叉法和伪谱法将多目标轨迹优化问题转化为一组单目标优化子问题,利用非线性规划算法分别求解。在优化过程中,将已求解子问题的解作为下一个子问题的初始值,求解最大横程和最小峰值热流轨迹优化问题。仿真结果表明:所提方法能够有效搜索到优化轨迹的Pareto前沿,可以为高超声速滑翔飞行器轨迹设计提供参考。     

基于遗传算法的装备维修方案多目标优化

针对装备维修方案规划的特点,构建了以维修费用最低和作战能力最大的多目标装备维修方案优化模型,并提出针对该模型求解的改进多目标遗传优化算法。在遗传算法设计中,为保证解集的均匀性和多样性,避免过早收敛,建立了随机权重适应度函数,引入精英保留机制和小生境技术,通过实例对该模型的求解进行了验证。仿真结果表明,所构建的模型合理可行,算法运行高效,为部队装备维修方案的制定提供了一定的借鉴。     

一种瞄星替代方法方案设计

角度零位一致是舰炮武器系统精确打击目标的前提和基础,鉴于传统瞄星方法的局限性,在舰艇系泊条件下,提出了一种新的瞄星替代方法,该方法选择合适的海上及岸上目标作为瞄准目标,运用相应的算法,可以完成舰炮武器系统角度零位的标定工作.该方法可以作为未来舰炮武器系统零位标定的一种备用方法和手段进行使用.     

灰色关联法在舰炮武器系统模糊决策中应用

结合多属性决策的特点,采用引入权重向量的灰色关联法,建立模糊多属性决策模型用来解决舰炮武器系统方案优选问题;通过实例分析,建立决策模型,计算和比较舰炮武器系统配置各候选方案与理想方案的关联度,从而确定舰炮系统的最优配置方案。应用实例结果证明,该方法相比其它单一方法,可进一步提高舰炮系统决策的有效性和可靠性。     

舰炮反导系统总体结构分析及其优化决策

本文对现有国际上10余种舰炮近程反导系统的总体配置、探测传感器安装位置和种类、杀伤命中机制、自动机型式、弹—炮结合及炮座安装型式等进行了分析对比,并采用价值工程模糊综合决策法(VEFDM)对其总体结构方案进行了优化决策,从而为火炮总体优化设计提供一定的参考依据。     

测速雷达使用新方法研究

通过舰炮武器系统测速雷达作战使用分析，提出初速预测新模型、修正量新模型等测速雷达使用新方法。分别对使用新方法前后效能进行比较仿真，仿真证明，本方法极大地提高了舰炮武器系统对海作战时首群命中效能。所提出的方法对于提高舰炮武器作战效能具有理论和实际意义。     

高超声速伸缩翼变形飞行器轨迹多目标优化

针对高超声速条件下变形技术的应用模式，对具有伸缩翼的组合式飞行器滑翔弹道进行了多目标优化研究。介绍了伸缩翼的变形模式，给出了不同变形状态下的气动特性；建立了三自由度滑翔轨迹动力学模型和伸缩翼前缘热流计算模型；采用MOEA/D多目标优化算法，以变形条件和飞行攻角为设计变量、以最大射程和最小翼前缘总吸热量为目标函数，进行了多目标优化计算。优化结果表明，MOEA/D计算得到了相对均匀分布的Pareto最优解集，将伸缩翼外形与无变形外形相比，飞行器滑翔段射程得到了显著提高，同时伸缩翼前缘总吸热量有明显的降低。     

基于GRA-PSO算法的端铣工艺参数多目标优化

考虑生产实际的需求,综合最小变形误差、最大金属切除率和最大刀具耐用度建立端铣工艺参数多目标优化模型。通过对粒子群全局寻优能力和灰色理论的适应性综合分析,研究提出耦合粒子群算法（Particle Swarm Op-timization,PSO）和灰色关联（Gray Relevancy Analysis,GRA）的多目标工艺参数优化算法。该方法将多目标函数的优化问题转化为优化单项灰关联度,得到了多项工艺指标要求下的参数优化组合。将该方法应用在多目标工艺参数优化设计中取得了满意的结果,表明其具有很大的适应性。     

中口径舰炮射击方法分析

中口径舰炮对海上目标的射击方法是射击指挥自动化研究中的一个重要课题。本文研究的中心问题是:海上目标机动时,在效力射中,中口径舰炮射击指挥自动化系统采用何种射击方式,才能确保目标毁伤,获得最好的射击效果。定量分析结果表明:海上驱逐舰类目标进行反炮火曲折运动时,在有指挥仪中口径舰炮效力射中,应对弹着方向偏差进行修正,然后采用同距射。     

基于倾斜平台的舰炮武器系统零位修正方法

分析了舰炮基座平台倾斜误差较大时对系统零位一致性和精度造成的影响,提出了采用单炮基座倾斜修正和对系统瞄星数据补偿的改进修正方法进行系统零位一致性的精确调整,并给出修正公式的推导过程.以试验实测数据对修正精度进行了验证,结果表明该方法具有较好的实用价值.该方法已在某型舰炮武器系统的海试中得到了成功应用.     

空域窗射击舰炮火力分布方法

空域窗射击方式是近程防御舰炮武器提高对高速复杂机动反舰导弹射击效力的有效途径，研究论证舰炮射击区域内射弹分布方法是实现舰炮空域窗射击的关键。运用射击效力分析方法，从“软”、“硬”两个途径，研究了射击诸元分布法和炮管预置角法两种空域窗射击火力分布方法，对其火力分布方式、范围及火力密度进行了研究，可为舰炮研制及使用提供参考。