集成优化软件系统的研发与应用

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1、硕士学位论文集成优化软件系统的研发与应用Developmentandapplicationofintegratedoptimizationsoftwaresystem_学号：21003073完成日期：匿麴松塾援大连理工大学DalianUniversityofTechnology——IIllllllllILllllLqlllllllllllilllUIY2415104大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不

2、包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：兰蠡堑叠圣竺堑型半墨鉴趔堑羔塞生k作者签名：二篁红日期：翌12年—!月√上曰大连理工大学硕士学位论文摘要面对工业装备、国防科技中的复杂工程系统设计和复杂决策问题，优化方法是最有效的解决方式之一，将优化方法应用到现实决策问题中依靠软件平台的支持。本文基于SiPESC软件平台，针对优化模型和算法的特点、多学科优化对优化软

3、件的需求，引入“算法+模式”框架，采用插件技术、C++面向对象技术、以及JavaScript和Python脚本等技术，设计实现了一种通用集成优化软件框架SiPESC．OPT。本文将优化流程中的工作进行分类，设计出“算法”、“参数”、“模型”等模块，对各模块工作进行管理层和实现层的抽象，构建出开放式的软件系统框架。框架具备了良好的软件可扩展性和可维护性。在此设计框架下，可方便快捷实现优化算法的集成，以及多类数值计算软件(自主／商用)的集成。本文详细介绍了如何应用各种软件技术实现各种功能。SiPESC．OPT集成了常用优化算法BF

4、GS、SQP、GA、MMA、ACO，支持优化计算的脚本语言环境，支持通过编写脚本实现多种优化任务求解、组合叠加嵌套等多种优化方案实施，支持集成可执行程序和大型仿真软件(Ansys、Dyna、Abaqus、Nastran、Adams等)联合优化和过程自动化，支持使用脚本操作内存、SiPESC工程数据库、SQLite数据库即时存取优化结果，支持基于脚本语言的其它模块(如Python的matplotlib、TVTK、Mayavi等)进行图形图像等的后处理。本文中还给出了基于SiPESC．OPT完成的一些应用，如集成ANSYS的管道系

5、统减振优化，集成SolidWorks、ICEM．CFD和CFX的汽缸形状优化、集成Adams的刚体运动轨迹优化，基于统一接口的优化算法模块在结构拓扑优化中的综合应用等。工程实例和测试算例表明，SiPESC．OPT为解决一般优化问题、多学科优化问题、以及更为复杂的优化需求提供了良好的软件平台和计算框架。关键词：SiPESC．OPT；集成优化；软件框架；脚本；可扩展性；通用性；集成优化软件系统的研发与应用DevelopmentandapplicationofintegratedoptimizationsoftwaresystemA

6、bstractAsforthesystemdesignofcomplexindustrialeqipmentanddecisionmakingofdefense—relatedscienceandtechnology，itisimportanttodevelopesoftwaresystemwhichappliestheoptimizationmethodsintosolvingtheproblems．Inthispaper，ageneralpurposeintegratedoptimizationsoftwareframew

7、orkSiPESC．OPTisdesignedandimplemented，whichiSbasedontheSiPESCplatform，accordingtothecharacteristicsoftheoptimizationmodelandalgorithm，andinconjunctiontotheneedsformMDO．The”Algorithm+Pattem”frameworkcombinedwiththeobject-orientedmethod，technologyofPlug．inandJavaScrip

8、tareallemployedandimplemented．Theprocessesofbuildingtheopenstyleoptimizationsoftwaresystemframeworkinthispaperincludetheclassificationofwo