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結構序列近似建模優化方法與應用/空天前沿技術叢書

  • 作者：雷勇軍//王志祥//王斌|責編:張艷芬|總主編:吳建軍
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030762818
  • 出版日期：2025/03/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：262
人民幣：RMB 160 元      售價：元
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內容大鋼
    本書面向大型運載火箭關鍵承載艙段輕量化設計需求，聚焦大型複雜結構高效優化設計理論方法，系統研究結構序列近似建模優化方法及其在大型運載火箭加筋圓柱殼艙段設計中的應用。在理論研究方面，提出面向高維非規則設計域的混合整數填充採樣演算法，實現了設計樣本點對非規則設計空間的均勻覆蓋；發展了面向設計域全局近似的增廣徑向基函數近似建模方法、序列近似建模方法和多保真度近似建模方法，提升了大型複雜結構非線性力學問題分析效率。在應用研究方面，重點針對大型運載火箭兩類典型加筋圓柱殼艙段，研究考慮整體穩定性和桁條局部穩定性的大直徑加筋圓柱殼艙段的優化設計方法，並協同考慮結構承載能力和載荷擴散性能的集中力擴散艙段的優化設計方法，獲得滿足工程應用需求的結構輕量化設計方案。
    本書可供力學專業和航空航天工程領域的研究人員、工程技術人員閱讀，也可供相關專業研究生和高年級本科生學習。
作者介紹
雷勇軍//王志祥//王斌|責編:張艷芬|總主編:吳建軍
目錄
「空天前沿技術叢書」序一
「空天前沿技術叢書」序二
前言
第1章  緒論
  1.1  結構優化概述
    1.1.1  結構優化設計
    1.1.2  結構優化演算法
  1.2  結構序列近似優化方法研究進展
    1.2.1  初始採樣方法
    1.2.2  近似建模方法
    1.2.3  序列加點採樣方法
  1.3  運載火箭典型薄壁加筋艙段優化設計研究進展
    1.3.1  薄壁均勻加筋圓柱殼優化設計
    1.3.2  集中力擴散艙段優化設計
第2章  高維非規則設計域的混合整數序列填充採樣演算法
  2.1  立方體域的混合整數序列填充採樣演算法
    2.1.1  考慮混合整數的拉丁超立方均布性準則
    2.1.2  基於遞歸演化和概率躍遷的混合整數序列填充採樣演算法
    2.1.3  基於遞歸演化和概率躍遷的低相關性混合整數序列填充採樣演算法
  2.2  非規則域的混合整數序列填充採樣演算法
    2.2.1  基於樣本點局部密度函數改造的非規則域序列填充採樣演算法
    2.2.2  基於逐點採樣-排列優化的非規則域混合整數序列填充採樣演算法
  2.3  不同採樣方法在典型加筋圓柱殼優化設計中的應用
    2.3.1  典型加筋圓柱殼描述
    2.3.2  面向加筋圓柱殼輕量化的非規則域混合整數序列填充採樣
    2.3.3  不同初始樣本點的加筋圓柱殼輕量化對比分析
  2.4  本章小結
第3章  大型複雜結構的增廣徑向基函數近似建模方法
  3.1  增廣徑向基函數近似模型
  3.2  基於矩估計的ARBF近似建模方法
    3.2.1  矩估計方法
    3.2.2  算例測試
  3.3  基於分片K折交叉驗證的ARBF近似建模方法
    3.3.1  分片K折交叉驗證方法
    3.3.2  算例測試
  3.4  面向全局近似的ARBF序列近似建模方法
    3.4.1  輔助模型與最終模型差異性的偏差-方差分解
    3.4.2  基於非精確Voronoi圖解的ARBF序列近似建模演算法
    3.4.3  算例測試
  3.5  基於ARBF的多保真度近似建模方法
    3.5.1  多保真度近似模型
    3.5.2  基於分片K折交叉驗證的ARBF多保真度近似建模方法
    3.5.3  算例驗證
  3.6  本章小結
第4章  基於傳統優化演算法的加筋圓柱殼艙段優化設計
  4.1  基於近似建模的網格加筋圓柱殼優化設計
    4.1.1  網格加筋圓柱殼有限元建模
    4.1.2  網格加筋圓柱殼穩定性分析
    4.1.3  基於近似模型的網格加筋圓柱殼優化設計
  4.2  基於模擬退火演算法的集中力擴散艙段優化設計

    4.2.1  基於多層級加筋的集中力擴散艙段多區域聯合設計
    4.2.2  基於靜力分析和工程演算法的集中力擴散艙段優化模型
    4.2.3  集中力擴散艙段多區域聯合優化設計
  4.3  基於協同模擬退火演算法的集中力擴散艙段優化設計
    4.3.1  集中力擴散艙段結構分解策略
    4.3.2  協同模擬退火演算法
    4.3.3  集中力擴散艙段多子域協同優化設計
  4.4  本章小結
第5章  考慮整體穩定性的大直徑加筋圓柱殼優化
  5.1  大直徑薄壁加筋圓柱殼穩定性分析及優化問題建模
    5.1.1  加筋圓柱殼有限元建模
    5.1.2  加筋圓柱殼穩定性分析
    5.1.3  大直徑加筋圓柱殼輕量化設計問題建模
  5.2  基於探索/開發競爭並行採樣的ARBF序列近似優化演算法
    5.2.1  序列並行採樣策略
    5.2.2  探索/開發競爭採樣機制
    5.2.3  演算法整體框架
  5.3  考慮整體承載性能的重型運載火箭加筋圓柱殼輕量化設計
    5.3.1  優化問題建模
    5.3.2  加筋圓柱殼輕量化設計
  5.4  本章小結
第6章  考慮桁條局部穩定性的大直徑加筋圓柱殼優化
  6.1  桁條穩定性對大直徑加筋圓柱殼承載性能影響分析
    6.1.1  大直徑加筋圓柱殼失穩機理
    6.1.2  桁條失穩模式對大直徑加筋圓柱殼承載性能影響分析
  6.2  基於近似模型的大直徑加筋圓柱殼參數靈敏度分析
    6.2.1  基於ARBF近似模型正交分解的全局靈敏度分析方法
    6.2.2  數值算例分析
    6.2.3  大直徑加筋圓柱殼參數靈敏度分析
  6.3  基於搜索空間重構的ARBF序列近似優化演算法
    6.3.1  初始採樣空間描述及優化問題重構
    6.3.2  基於改進雙精英種群進化的約束空間開發採樣策略
    6.3.3  基於MIVDO演算法的約束空間探索採樣策略
    6.3.4  優化演算法整體框架
  6.4  考慮桁條局部穩定性約束的重型運載火箭加筋圓柱殼輕量化設計
  6.5  本章小結
第7章  基於多保真度近似模型的集中力擴散艙段優化
  7.1  集中力擴散艙段多保真度優化問題描述
  7.2  面向多響應系統的多保真度序列近似建模方法
    7.2.1  mMIVDO自適應採樣演算法
    7.2.2  mLOOCV自適應採樣演算法
  7.3  基於搜索空間重構的多保真度序列近似優化演算法
    7.3.1  高保真度樣本點採樣策略
    7.3.2  低保真度樣本點採樣策略
    7.3.3  搜索空間重構及無效樣本點剔除策略
    7.3.4  演算法框架
  7.4  基於多保真度近似模型的集中力擴散艙段優化設計
  7.5  本章小結
參考文獻

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