基于近似技术的协同优化方法在机翼设计优化中的应用

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1、1CO的算法结构按照CO算法的基木思想，可以构造出其基本框架⑶(图1)0由图1可以看出，在CO方法中，按照便于分析的原则，将原来的优化问题分解为一个系统级优化和多个学科级优化问题。协同优化过程屮,通常由系统级向学科级分配系统级设计变量，该设计变量可能满足学科级优化的约束，也可能不满足学科级优化的约束，当系统级分配卜•來的设计变量不能满足学科级优化的约束吋，学科级优化应向系统级提供信息，帮助系统级优化改进其设计变量的取值，使系统级在最小化整个系统的U标函数的同时，满足各个学科的约束。为了使系统级优化知道学科级约束被违背的程度，co的学科级优化釆用系统级

2、设计变量分配值同学科级优化解之间的差界最小作为优化冃标函数，而协同优化系统级的约束则使学科级H文章编号:1000-6893(2006)05-0847-04基于近似技术的协同优化方法在机翼设计优化中的应用白小涛，李为吉(西北工业大学航空学院，陕西西安710072)ApplicationofCollaborativeOptimizationBasedonApproximateMethodsinWingDesignOptimizationBAIXiao-tao,LIWei-ji(SchoolofAeronautics,NorthwesternPolytec

3、hnicalUniversity,Xi'an710072,China)摘要：将多学科设计协同优化方法与近似技术相结合,实现某机翼涉及结构和气动两个学科的设计优化。在对某机翼的协同优化设计小,采用基于均匀设计的二次响应面技术得到近似的协同优化模型，利用基于动态松弛近似的协同优化得到合理的结果。研究表明,将协同优化方法与近似技术相结合，能够倚效地解决复杂工程的设计优化问题。关键词：多学科设计优化；协同优化；系统级一致性约束；目标变量；近似技术；动态松弛；均匀设计中图分类号：V224;0224文献标识码：AAbstract:Collaborativeopt

4、imization(CO)isaneffectiveandnoirhierarchicalmultidisciplinarydesignarchitecturethatiswell-suitedtolarge-scalemultidisciplinarydesignoptimization(MDO).COandapproximatetechnologyarecombinedtocarryoutawingstructure/aerodynamicsdesignoptimization.AccordingtoCO,howtosolvethesyste

5、m-leveloptimizationwithcompatibilityequationconstraintsisthekeyproblem.Beforeconvergence,disagreementamongdisciplinaryoptimumsisdynamic・Therefore,dynamicslackmethodisintroduced.Itregardstheoptimums'discrepancy(almost2norm)amongdisciplinaryasaslackfactor,whichcantranslatethesy

6、stcnrlcvclcompatibilityconstraintsintoinequalityconstraints・Bythisway,COismorerobust.TheCOmathematicalmodelofwingdesignisestablishedandthemodelisapproximatedusingquadraticresponsesurfacebasedonuniformdesign.ThenusingCObasedondynamicslackmethod,thereasonableresultsarcacquired・It

7、indicatesthatCOconibinedwithapproximatetechnologycaneffectivelysolvecomplexengineeringdesignoptimizationproblem.Keywords:MDO;CO;system-levelcompatibilityconstraint;targetvariables;approximatetechnology;dynamicslave;uniformdesign协同优化算法(CollaborativeOptimization,CO)将复杂的丁程系统设计问题分

8、解为一个系统级和儿个学科级问题(如E机设计中，将气动、结构看作两个学科)，每个学科不仅进行分析，而目.进行优