[发明专利]一种基于网格参数化的结构多学科设计优化方法

摘要

本发明涉及一种基于网格参数化的结构多学科设计优化方法，利用网格变形技术将各学科分析网格进行参数化处理，并保证耦合界面处各学科网格变化的一致性，在网格参数化基础上实现结构的多学科设计优化，有效避免传统优化设计方法中每次优化迭代需要重新生成几何模型和划分网格所产生的问题。

主权项

一种基于网格参数化的结构多学科设计优化方法，其特征在于步骤如下：步骤1：根据结构设计的要求，确定结构多学科设计优化中设计变量、约束和目标，确定所涉及学科的分析方法；步骤2：建立结构设计所涉及多个学科的分析网格，施加对应的物理模型、边界条件和分析控制参数，并确定耦合界面；步骤3：根据结构形状、尺寸特征以及学科分析网格的特点，针对结构优化设计变量，利用自由网格变形技术建立学科分析网格的参数化模型：步骤31：根据结构形状和尺寸特征，结合结构优化设计变量，利用自由网格变形方法建立各学科分析网格的控制体，并获取控制体节点坐标；耦合界面处各学科分析网格控制体保持一致；步骤32：建立控制体节点坐标与各学科分析网格节点坐标间映射关系，通过控制体节点坐标的变化来控制学科分析网格变形，更新网格节点坐标获得新的学科分析网格；步骤33：对变形后的学科分析网格进行光顺处理，以提高分析网格的质量；步骤34：建立控制体节点坐标变化与结构优化设计变量间的定量关系，通过更改设计变量实现对控制体节点坐标和学科分析网格的变化，实现学科分析网格的参数化；步骤4：搭建结构多学科设计优化系统，根据学科间耦合关系和耦合变量，利用多学科可行方法或协同优化设计方法建立结构多学科设计优化系统；步骤5：开展多学科优化设计，首先进行设计变量的主次因素分析，选取对目标、约束影响较大的变量作为设计变量；在此基础上开展DOE设计，建立初始代理模型；利用组合优化算法进行结构多学科设计优化。