水工结构优化设计汇报稿.ppt

《水工结构优化设计汇报稿.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、水工结构优化设计——罚函数理论研究及其应用1．参考文献[1]．蔡新，李洪煊，武颖利，朱杰．工程结构优化设计研究进展[J]．河海大学学报，2011，39（3）：269-276[2]．李晶，鹿晓阳，陈世英．结构优化设计理论与方法研究进展[J]．工程建设，2007，39（6）：21-31[3]．龙腾，刘莉，李怀建，杜小菁．可行方向SUMT外点法的研究及应用[J]．系统工程与电子技术，2011，33（2）：685-689[4]．龙腾，刘莉，彭磊．基于可行方向序列无约束极小化技术外点法的改进协同优化策略[J]．机械工程学报，2013，49（3）：153-162[5]．孙扬镰，娄常青，徐也平，

2、王柏生．具有智能的拱坝设计系统[J]．水利学报，1995，（7）：79-83１．参考文献[6]．孙静．罚函数法及在钢筋混凝土梁优化设计中的应用[J]．山西建筑，2010，36（26）：78-79[7]．陈波，预应力钢管混凝土柱优化设计的罚函数法[J]．特种结构，2008，25（1）：28-30[8]．杨万斌，薛玺成．南水北调双线隧洞优化设计[J]．水利学报，2000（10）：48-51[9]．林贤根，盛尔迈．利用罚函数优化设计门式刚架的研究[J].工业建筑，2008，38（8）：86-88[10]．马骋，李迅，姚家晖，张连生．一种新的求解带约束的有限极大极小问题的精确罚函数[J]．

3、应用数学和力学，2012，33（2）：250-2642.1工程结构优化设计研究进展2.1.1研究意义对工程结构优化设计进行了综述，通过最近的文献综述，了解本学科的研究历史、现状，并能在一定程度上把握学科未来的研究走向、重点及热点。对优化设计研究内容做一个整体的把握。2.1工程结构优化设计研究进展2.1.3研究方法截面（或尺寸）优化不确定性优化现代工程优化设计形状优化多目标优化工程系统优化传统工程优化设计工程优化设计理论拓扑优化基于可靠度的优化设计模糊优化设计图2-1工程结构优化设计理论分类2.1工程结构优化设计研究进展最优准则法现代优化算法优化设计方法分类数学规划法遗传算法模拟退火

4、算法人工神经网络算法……图2-2工程结构优化设计方法分类2.1工程结构优化设计研究进展2.1.4存在的问题准则法考虑的问题比较局限，对不同的约束要采用不同的准则。实际的工程结构优化设计约束条件较为复杂，传统寻优算法中准则法存在一定的缺陷，不能很好地解决复杂的工程问题。除截面（或尺寸）优化已相对完善，其余优化理论仍有待完善。2.1.5结论形状优化、拓扑优化截面（或尺寸）优化多目标优化单目标优化不确定性优化确定性优化静动力优化静力优化仿生学算法准则法、数学规划法2.2罚函数法及在钢筋混凝土梁优化设计中的应用2.2.1研究意义优化设计的方法很多，包括拉格朗日乘子法、复形法、模糊优化法、罚

5、函数法等等。而近来很多研究者又采用各种优化方法的改进方法进行优化设计，譬如模糊动态罚函数法、模糊罚函数遗传算法等。但是最有效的方法还是罚函数法。2.2.2研究方法罚函数的基本思路是原有的约束条件反映到新的目标函数中去，即在目标函数之后增加一个惩罚项，然后通过求解一系列的无约束问题来逐步逼近原问题的最优解。具体可分为外点法、内点法、混合法。2.2罚函数法及在钢筋混凝土梁优化设计中的应用1.外点法通常罚函数法的基本形式如下求使满足转换为求解一系列如下形式的无约束最优化问题系数γk的序列为2.2罚函数法及在钢筋混凝土梁优化设计中的应用2.内点法通常罚函数法的基本形式如下求使满足转换为求解

6、一系列如下形式的无约束最优化问题系数γk的序列为2.2罚函数法及在钢筋混凝土梁优化设计中的应用3.混合法通常罚函数法的基本形式如下求使满足转换为求解一系列如下形式的无约束最优化问题系数γk的序列为2.2罚函数法及在钢筋混凝土梁优化设计中的应用4.算例分析矩形截面钢筋混凝土简支梁材料费用最少的设计：2.2罚函数法及在钢筋混凝土梁优化设计中的应用利用外点罚函数法求解，根据优化模型建立罚函数如下式：利用内点罚函数法求解，根据优化模型建立罚函数如下式：利用混合罚函数法求解，根据优化模型建立罚函数如下式：经过利用罚函数的三种方法进行求解,得到的结果基本一致。2.2罚函数法及在钢筋混凝土梁优化

7、设计中的应用2.2.3存在的问题起始选择的罚因子γ对迭代次数影响较大，如果开始时选择的罚因子很合适，迭代次数将大大减少，反之，迭代次数将明显增加，对于大型问题尤为显著。2.2.4结论现在很多优化设计方法都是在罚函数法的基础上进行改进而发展起来的。对于罚函数方法中到底选择哪种具体的方法进行求解，需要根据具体情况来选择，选择最合适的方法来进行设计。2.3南水北调双线隧洞优化设计2.3.1研究意义南水北调中线工程北段中的一些交叉建筑物设计为单渠——双洞布置方案，确定合理的两