一、模拟退火法优化约束条件下造林规划设计的研究（论文文献综述）
孙云霞[1]（2020）在《帽儿山天然次生林多目标森林经营规划模拟》文中研究指明天然次生林是我国森林资源的重要组成部分,在水源涵养、水土保持及维持生态平衡等方面均具有重要作用。然而,我国大部分地区现存天然次生林已经退化为低质低效次生林,亟待需要科学合理的抚育经营,对更加充分的利用异质时空资源、提高林地生产力,保持森林生态系统长期稳定和健康及加速森林的正向演化具有重要意义。为此,本研究以帽儿山天然次生林为例,利用4期森林资源二类小班调查数据（1983年、1993年、2004年、2016年）及2期固定样地调查数据（2004年、2016年）,在分析现阶段森林景观格局及生物多样性的基础上,构建了耦合木材生产和树种多样性的多目标森林景观规划模型,以5年为一个分期模拟了该地区未来50年的收获蓄积量及树种多样性变化。主要研究内容及结论如下:（1）森林景观空间点格局及其关联性方面,本节拟为经营规划模拟提供效果评价指标。利用帽儿山实验林场1983、1993、2004和2016年共4期二类调查数据,基于O-ring单变量及双变量统计方法对该地区的森林景观空间格局及其关联性动态进行定量分析。1983-2016年间,研究区域内软阔混交林所占面积比例均呈下降趋势,天然蒙古栎林景观所占面积比例先增加后降低,而硬阔混交林、落叶松人工林、樟子松人工林所占面积比例呈增加趋势。软阔混交林、硬阔混交林、天然蒙古栎林的空间分布类型逐渐转变为随机分布或均匀分布;落叶松人工林随着尺度范围增大表现为随机分布或均匀分布,且均匀分布的尺度范围逐渐增大、随机分布的尺度范围逐渐变小;樟子松人工林聚集分布的尺度虽然也集中在小尺度范围内,但分布范围呈显着增大趋势。（2）帽儿山天然次生林各林型生物多样性方面,拟为反映帽儿山资源现状及为规划模拟提供约束条件提供基础。软阔混交林、硬阔混交林、落叶松人工林、樟子松人工林的草本的多样性指数之间的关系为硬阔混交林>软阔混交林>落叶松人工林>柞树天然林>樟子松人工林;各林分类型灌木多样性指数关系为硬阔混交林>软阔混交林>柞树天然林>落叶松人工林>樟子松人工林。硬阔混交林的草本及灌木的多样性指数均表现为最大。1983年软阔混交林、硬阔混交林、落叶松人工林、樟子松人工林、柞树天然林的树种多样性指数分别为1.3774、1.3057、0.0459、0.0414、0.5118,各林型差异显着（P<0.05）;1993 年分别为 1.3176、1.4260、0.0401、0.0408、0.6681,各林分类型间差异显着（P<0.05）;2004年分别为1.4183、1.3593、0.1131、0.2217、0.6827,各林分类型间差异显着（P<0.05）;2016年分别为0.4786、0.5079、0.1844、0.1899、0.5180,各林分类型间差异显着（P<0.05）。总体上,软阔混交林和硬阔混交林树种多样性较高,人工林树种多样性较低,符合森林演替的总体趋势。软阔混交林和硬阔混交林的树种多样性在1983～2016年间呈现下降趋势,落叶松人工林和樟子松人工林则呈现上升趋势,柞树天然林基本保持不变。（3）生长模型构建方面,构建了单木胸径生长速率及林分的蓄积生长量预估模型。各林分类型的胸径生长速率并不一致,落叶松人工林胸径的生长速率最大,樟子松人工林胸径生长速率在初期较大,随后下降较快,从而保持较低的生长速率。软阔混交林的胸径生长速率在初期大于硬阔混交林,在胸径达到25cm后硬阔混交林的生长速率较快,柞树天然林则始终保持较低的胸径生长速率。对各林型的蓄积生长量进行拟合,Compertz方程被选为模拟软阔混交林、硬阔混交林、柞树天然林、落叶松人工林每公顷蓄积生长量的最优基础模型。本部分为森林经营规划模拟提供蓄积预测。（4）多目标森林景观规划模拟方面。以帽儿山地区天然次生林50年规划周期（分期为5年）内的均衡木材收获和树种多样性为目标,构建了基于效应函数理论的多目标森林景观规划预估模型,模拟了木材生产和树木多样性在规划期的变化,并评价了森林经营方案的效果。规划期内软阔混交林、硬阔混交林、落叶松人工林、樟子松人工林、柞树天然林5种林分类型在规划期内实现的木材收获总量均能够实现设定的目标值,各林分类型的树种多样性在规划期内基本呈现上升的趋势,各景观类型在空间格局上更加趋向于随机分布或均匀分布。合理的森林经营措施能够提高森林生态系统的树种多样性结构,在传统的以木材生产为主体的经营方式基础上,兼顾森林生态系统的生物多样性的经营措施对于加速森林生态系统的正向演替具有重要的作用。
万闯[2]（2020）在《多UUV编队队形动态重构方法研究》文中研究表明本文研究的是一种多水下无人航行器编队队形动态重构方法,水下无人航行器（Unmanned Underwater Vehicle,UUV）是一种拥有较强自主能力的水下无人作业装置,在民用领域中,可以用来进行海洋资源探索、海底地形勘测、海洋搜寻救援等多种任务;在军用领域中,可以代替载人潜器进行侦查、搜寻甚至攻击等任务。随着时代的发展和相关技术的进步,现代海洋探索任务越来越复杂,只依靠单个UUV来完成相关的水下作业已经十分困难,因此对于UUV编队控制的研究成为了时下的主流课题。对于UUV编队来说,通常要求其在执行任务时保持某种固定的队形,并且根据任务需求,可以实时地进行队形切换,因此UUV编队的队形重构研究对于UUV编队系统的控制显得尤其重要。本文针对UUV编队在运动过程中的队形重构问题提出了一种基于领航跟随队形保持方法的UUV相对路径跟踪方法,该方法结合了UUV编队队形保持方法中常用的领航跟随法与路径跟踪中常用的视线法制导方法,实现了编队中跟随者UUV对于以领航者为参照物的运动坐标系下的相对路径的跟踪控制。本文针对UUV编队在队形重构过程中可能发生UUV彼此碰撞的问题,设计了基于人工势场法的动态路径规划方法,对编队中每个跟随者UUV进行在线的路径规划,避免了UUV之间发生碰撞。又针对人工势场法中容易出现的局部最优解问题设计了基于模拟退火法的路径优化方法,在跟随者UUV陷入局部最优解区域时,利用算法计算出一个过渡路径点,来引导UUV逃离局部最优解区域,最终抵达期望位置点。本文最后将上述方法进行了融合,并提出了识别跟随者UUV是否陷入局部最优解区域的判断策略,最终完成了UUV编队队形动态重构的方法设计。本文采用MATLAB软件,对文中设计的控制方法进行了仿真验证。首先根据UUV的运动特点,查阅文献创建了UUV的数学模型,并对模型的正确性进行了验证,确保模型可以完整描述UUV的运动。然后对文中设计的UUV相对路径跟踪和人工势场法路径规划以及模拟退火法的路径优化算法进行了仿真,验证了算法的有效性,最后对UUV编队的动态队形重构过程进行了仿真实验,验证了设计方法的可行性以及队形重构过程的安全性。经过仿真实验,结果表明,本文所设计的方法可以在编队中各UUV之间保持安全间距的前提下,实现实时路径规划,并对规划路径进行跟随,最后完成UUV编队的动态队形重构。该方法易于实现,在工程项目中具有一定的实用价值。
马富贵[3]（2019）在《新会港集装箱甩挂运输车辆调度优化研究》文中研究指明随着国内外经济贸易发展,港口吞吐量逐年增加,以集装箱为代表的标准化运输业也迅速发展,这对港口集散运输功能系统有更高的要求。甩挂运输是通过将牵引车与挂车分离,能够缩短因卸载货物时而造成的牵引车辆等待的时间,因此甩挂运输的出现能够有效解决当前港口集装箱堆场与客户点之间的单位运输成本高、运输效率低以及集装箱周转的速度慢等问题。若要真正发挥集装箱甩挂运输的优势,必须解决核心问题——车辆调度问题。本文以新会港为背景,首先从甩挂运输的基本概念及车辆调度问题的相关理论出发,讨论了新会港集装箱甩挂运输现状以及存在的问题,确定了甩挂运输组织模式以及现有的调度方案。其次,针对此次甩挂运输项目的网络节点进行分析,在此基础上对新会港港口集装箱堆场、车场、客户点三者之间甩挂运输流程进行详细阐述;根据牵引车任务类型不同,分为送重箱、送空箱、取重箱和取空箱四类任务进行描述,按照牵引车运输任务纳入到车辆调度模型中;以牵引车最大里程限制、任务以及时间为约束条件,建立了以牵引车车辆最少、总成本最低为总目标的车辆调度模型;通过设计模拟退火算法对模型进行求解,利用C++编程实现算法的具体求解过程。将新会港2个车场、1个集装箱堆场、11个客户点作为实例分析的对象,建立相应的模型,利用相应的算法得到最优的调度方案,并为新会港采取的集装箱甩挂运输牵引车调度过程提供一些建议,使得在相同的运输任务下使用的成本最低,从而能够完善新会港的车辆调度系统,提高港口的运输效率,并且更好地安排司机任务。
曹晓曼[4]（2019）在《水果采摘机器人运动规划研究》文中认为我国是水果种植与生产的大国,水果采摘是水果生产环节中十分重要的一部分,通过采摘机器人实现水果的自动化采摘对于加速农业现代化进程有着极其重要的历史意义。水果采摘多在果园中进行,具有障碍物多、结构复杂的的特点。因此,要顺利的完成采摘工作任务,不仅需要对采摘目标准确定位,还需要对采摘机器人的运动轨迹进行合理规划。为了不损伤果树与果实,需要进行路径规划,使机器人避开障碍,准确到达目标点;为了提高采摘效率和维持机器人的平稳运动,需要进行机械臂的轨迹规划,使机器人快速、平稳到达目标点。采摘机器人的运动规划效果直接影响到水果采摘的效率。因此,为了实现无损、高效的采摘作业,需要研究采摘机器人的路径规划和轨迹规划问题。本文提出一种改进的快速扩展随机树算法（RRT）作为采摘机械臂路径规划算法,并通过三维虚拟仿真场景试验和实际采摘试验进行验证。采用B样条曲线和粒子群优化算法（PSO）获得机械臂的运动轨迹,并深入研究了多目标、多约束情况下机械臂的轨迹优化问题,得到了机械臂运动轨迹Pareto最优解集,为采摘机器人的运动控制提供了基础。主要研究内容与工作如下:（1）对采摘机械臂运动学建模和动力学建模进行研究,基于D-H参数法建立采摘机械臂的运动学模型,并使用代数法和模拟退火法分别求取机械臂的运动学逆解;基于拉格朗日法推导采摘机器人的动力学方程,作为研究机械臂无碰撞路径规划和轨迹规划的基础。（2）针对动态非结构化环境下的水果采摘机器人的路径规划难题,提出了一种改进RRT机器人避障路径规划算法。该算法通过建立机械臂与障碍物的碰撞检测模型,进行避障路径规划;引入目标引力思想,加快路径搜索速度,优化最佳步长参数;结合遗传算法与平滑处理等改进方式,对路径进行平滑优化。为了验证算法的有效性,采用MATLAB与Unity 3D建立了虚拟环境,并在虚拟环境中进行路径规划试验,仿真结果表明,最优路径搜索步长组合为:步长1为1.6°,步长2为2°,搜索一条路径的时间为0.477s,成功率100%;改进的规划路径长度比基本RRT算法所得路径长度缩短20%,路径规划成功率为100%。以六自由度视觉采摘机器人为试验对象,采用改进的RRT算法进行了实际荔枝采摘试验,结果表明,该算法规划的避障路径能够使采摘机械臂避开工作空间内的障碍物,顺利到达目标点。为水果采摘机器人采摘路径规划的提供了理论参考。（3）针对采摘机械臂关节空间的轨迹规划问题,采用B样条曲线和粒子群优化算法进行轨迹的规划和优化。首先,以机械臂的无碰撞路径为基础,利用B样条曲线对路径进行插值,得到光滑、连续的机械臂运动轨迹。然后,针对采摘作业高效、平稳的要求,采用PSO算法对运动轨迹进行优化。仿真结果表明,采用PSO算法优化后的运动轨迹均满足机械臂的运动学和动力学约束,以时间最优为优化目标,得到的优化运动轨迹运动时间为7.87 s,脉动指标为1586.87o/s3;以脉动最优为优化目标,得到的优化运动轨迹脉动指标为65.08o/s3,运动时间为41.82 s。时间性能最优的运动轨迹,脉动较大,造成的机械臂关节冲击较大,容易造成关节损伤;脉动性能最优的运动轨迹,运动十分平稳,但是运动时间较长,导致工作效率较低。（4）针对机械臂运动轨迹单一目标优化存在目标之间彼此冲突的问题,研究机械臂多目标轨迹优化算法。以运动时间最短、能耗最小和脉动最小为优化目标,采用改进的多目标粒子群算法（MOPSO）对三个目标同时进行寻优。该算法采用在外部档案集中增加变异算子和种群更新时添加退火因子的方法,保持种群多样性,逃离局部最优;采用Pareto约束支配的方法对粒子进行优劣比较,获得不同粒子之间的支配关系;采用反馈机制,淘汰不良个体,补充优秀粒子至种群中,提高了种群的收敛速度。采用经典测试函数验证本文所改进的MOPSO算法,并与MOPSO算法和NSGA-II算法所得结果进行对比,仿真试验结果表明,本文改进的MOPSO算法获得的Pareto最优解集具有较好的收敛性、分布性和稳定性。最后,采用改进的MOPSO算法对机械臂多目标问题进行优化,得到了贴近真实Pareto前沿的最优解集,为机械臂轨迹规划提供了基础。（5）以荔枝和苹果为采摘对象,采用本文提出的运动规划算法,结合视觉系统,在不同型号采摘机械臂上进行采摘试验。以视觉系统获取障碍物和目标位置信息作为运动规划算法的输入,以关节运动轨迹为输出,将运动轨迹输入给机械臂,指导机械臂的运动。试验结果表明:采摘机械臂顺利采摘到目标果实,且运动平稳,采摘效率高,验证了本文运动规划算法的有效性和实用性。
汪金朋[5]（2019）在《家具板材包装算法的研究与应用》文中指出家具板材包装是家具板材运输过程中最为重要的一个环节,是指在一定的约束条件下,如包装箱内各层面积利用率、空间体积利用率、包装箱内板材高度限制、重量限制、重心约束等,将具有一定长度、宽度和高度的矩形板材合理的装入到装载箱内。家具板材包装属于典型的多约束条件优化组合问题,此类问题也称之为NP-hard问题。经典的NP-hard问题有集装箱装载问题、TSP问题、车辆调度问题等。家具板材装箱问题致力于提高板材装载箱整体载重利用率,减少装载箱使用的数量,以此降低物品运输的成本,这对当今快速发展的家具行业具有极其重要的意义。由于NP-hard问题十分复杂且极具应用价值,因此成为当今学术界研究的焦点。近年来学术界提出了许多经典的优化组合算法用来解决NP-hard问题,如蚁群算法、模拟退火法、分布式估计算法、动态规划法、遗传算法等,然而由于现实约束条件以及物品组合的多样性,单一的优化组合算法不能很好的解决此类问题。针对上述问题,本文提出了一种基于启发式算法和混合遗传算法相结合的串级优化组合算法。前级利用基于人工装箱经验构造的启发式算法获得高质量的装箱解,并把该解作为后级混合遗传算法的初始种群进行迭代变异,直至搜索到问题的最优解。本文把具有较强局部搜索能力的禁忌搜索算法作为传统遗传算法的变异算子构成混合遗传算法,以此克服传统遗传算法局部搜索能力弱,易于早熟的缺点,其次利用启发式算法为混合遗传算法提供质量较好的初始解,以此提高算法收敛速度。因此本文提出的串级算法相比于一般算法不仅获得解的质量高而且算法执行效率也比较高。本文的第一章详述论文的研究背景、意义以及国内外的研究现状;第二章对家具板材包装问题进行概述,详解当前物品装载问题常用的算法并对各算法优缺点进行分析;第三章对家具板材装箱约束条件进行描述,根据优化目标和约束条件建立相应数学模型,重点设计了本文前级算法启发式算法,对启发式装载策略进行了深入设计,章节最后使用启发式算法对家具板材数据进行处理,得出装箱结果并对其进行分析;第四章对传统遗传算法和禁忌算法进行分析,结合它们各自特点提出本课题后级算法混合遗传算法,重点对混合遗传算法相关参数进行设计,并制定算法执行步骤,章节最后利用该算法进行实验分析;第五章把启发式算法同混合遗传算法相结合为串级算法,对串级算法内相关参数进行改进,并利用串级算法对家具板材数据进行处理,得出包装结果同前述算法进行对比分析;最后对论文总结并进行展望。通过对大量家具板材包装数据处理,对各种算法进行对比分析,可以得出:本论文提出的启发式算法和混合遗传算法相结合的串级算法相较于传统算法有效的提高了家具板材装箱的质量和算法运行效率,对家具板材装箱作业具有很强的实用性,对同类装箱问题也有很好地参照性。
白泽坤[6]（2019）在《基于ISIGHT的油船结构优化技术研究》文中指出为了降低船舶的造价,需要在满足各项约束的条件下,合理地确定船舶各个构件的尺寸,最大限度地实现船舶的轻量化设计。本文针对HCSR规范中的描述性准则和有限元分析准则,以某型油船为研究对象,对其中剖面、横舱壁和三舱段结构开展了基于规范中描述性准则和有限元分析准则的串行优化方案研究,为船体优化的工程化方法研究提供了一种新思路。本文首先设计开发了基于Mars2000的船舶尺寸优化分析平台,在ISIGHT平台下,集成设计变量、约束条件、目标函数,建立了优化设计数据流,完成了基于规范描述性准则的油船中剖面、横舱壁结构优化设计。在此基础上对比分析了模拟退火法、进化算法、多岛遗传算法、粒子群算法四种优化方法对优化结果和计算效率的影响。随后,在船体舱段优化设计阶段,对于优化设计变量采取只增不减的工程化优化方案,以此减少优化中的重分析过程,并在ISIGHT平台下集成有限元计算工具PATRAN,实现规范描述性准则和有限元分析的串行优化,建立了适合工程化设计的船体优化方法。最后,为实现船体结构强度的均匀化设计,建立了一种以船体重量为约束条件、以船体板格的屈服利用系数、屈曲利用系数为目标函数的优化模型,并对比分析了屈服利用系数、屈曲利用系数在不同权重比例条件下的优化设计方案。
晁盖[7]（2019）在《高温超导磁储能磁体的优化设计》文中研究指明高温超导磁储能（HTS-SMES）系统具有储能密度高、功率密度高、功率补偿能力强、制冷成本低等优点,在改善电力系统供电品质、提高电力系统稳定性等方面具有独特优势。高温超导储能磁体是HTS-SMES的核心部件,其电磁优化设计有利于提高磁体的储能总量和储能密度,增加设计的经济性和合理性,因此对HTS-SMES磁体进行电磁优化显得尤其重要。Bi系超导材料在HTS-SMES中有较为成熟的应用,但其明显的电磁各向异性使其不可逆场很低,临界电流易受到磁场的影响。与Bi系超导材料相比,YBCO具有较好的高温磁场特性、较高的临界电流密度特性和较弱的电磁各向异性,因此是设计高温超导储能磁体的更佳材料。单螺线管形磁体、平行多螺线管形磁体和环形磁体是三种用于SMES磁体设计的基本结构,其中单螺线管磁体具有材料利用率高、储能密度高等优点,结合设计需要,本文选用单螺线管形磁体作为超导磁体的设计结构。本文以单螺线管超导储能磁体的结构参数作为设计变量,以体积能量密度作为优化目标,以模拟退火遗传算法作为优化算法,利用COMSOL软件的LiveLink for MATLAB数据接口,建立基于MATLAB和COMSOL的联合优化算法,用于计算77K运行温度、给定500m超导带材下的单螺线管超导磁体的最优化几何参数。根据单螺线管超导储能磁体的磁场分布,采取阶梯状截面的磁体结构改变磁体的磁力线路径,降低最大径向磁场,提高磁体的临界电流和体积能量密度。和单螺线管形超导磁体相比,内阶梯状截面磁体、外阶梯状截面磁体和内外阶梯状截面磁体的体积能量密度分别提高了4.623%、6.868%和9.713%,得出内外阶梯状截面磁体在提高体积能量密度方面有更好的效果。根据内外阶梯状截面磁体的径向磁场分布,计算不同阶梯高度处所允许通入的最大电流并施加阶梯电流。在磁体结构不变的情况下,施加不同阶梯电流的内外阶梯状截面超导磁体的体积能量密度增加了8.459%。
魏冰[8]（2019）在《NSGA-Ⅱ算法的改进及在机组组合优化中的应用》文中指出多目标优化问题（Multi-objective optimization problems,MOP）是指需要同时对不止一个目标进行优化求解的问题,这些目标之间是相互矛盾的,在对其中一个目标优化的同时会导致其他的目标劣化,该类问题的求解是需要找到一组能够使各个多目标之间优化性能均衡的解。机组组合优化问题作为一种典型的多目标优化问题,其研究具有很大的经济效益与环保效益,遗传算法在解决机组组合优化问题时有较大优势,而带精英策略的非支配排序遗传算法（Elitist Non-donminated Sorting Genetic Algorithm,NSGA-II）作为遗传算法的衍生算法在求解多目标优化问题时具有更高的求解效率,但也存在着容易陷入局部最优、搜索能力较弱等缺点,针对这些问题,本文对此做了研究与改进并应用到机组组合优化问题中。本文对传统的NSGA-II的交叉算子与变异算子进行改进。引入正态分布交叉算子与自适应调整变异算子来替代原有的模拟二进制交叉算子与多项式变异算子,增强了算法的空间搜索能力,加快了收敛速度并保证了种群的多样性。针对传统的NSGA-II局部搜索能力较弱的问题,本文使用了一种将模拟退火法引入到NSGA-II的方法,通过对进化过程中每一代种群中的个体进行退火搜索,提高了算法的局部搜索能力,加快了收敛速度。将改进的算法应用到机组组合优化问题中,针对传统机组组合问题只考虑经济效益而忽略环保效益的问题,本文提出了一种含CO2与SO2排放量的目标函数。针对传统NSGA-II无法解决含混合整数变量及时间耦合特性的多目标机组组合问题,本文使用了一种基于NSGA-II的分步优化的策略,最后使用偏小型模糊满意度函数来选择出最优折中解。通过改进的NSGA-II与传统的NSGA-II实验结果进行对比,结果表明,本文提出的改进算法具有更好的收敛性与分布性,应用到机组组合问题中可以有效地降低煤耗量与污染气体排放量,具有更好的经济效益与环境效益。
靳凯[9]（2019）在《船舶局部结构形状优化研究》文中研究说明船体上存在很多舱口角隅、肘板及开孔局部结构,其几何形状突变,应力集中现象明显,节点结构损伤破坏频发,该类节点的形状优化一直是研究者关注的焦点。同时,新出台的HCSR规范在载荷、强度计算及分析评估方法等方面有了诸多改变,提高了上述结构的强度要求。因而,依据新规范对这些危险程度较高的结构形式进行优化设计十分重要。本文以舱口角隅、肘板及开孔三种结构为例,探究了基于HCSR规范直接计算的形状优化方法。主要的研究内容包括以下几个方面。（1）研究了 PCL语言原理及使用方法,针对舱口角隅、肘板及开孔三种类型的局部结构,结合PCL语言和有限元建模方法,开发了稳定、高效的参数化建模程序,能够按照给定的设计参数,在原有的细网格结构上自动建立精确、高质量的局部结构有限元模型,为结构形状优化提供了建模工具。（2）建立了局部结构形状优化的数学模型,基于Isight优化平台,选取两种高效的全局优化算法搭建了形状优化的集成系统,该系统具有较强的通用性,能够适用于多种形式局部结构的优化工作。（3）采用三舱段整体模型,以局部结构形状控制参数为设计变量,以HCSR规范中描述性要求及屈服强度直接计算要求为约束条件,将局部结构重量和应力集中系数两者结合作为多目标函数,分别采用模拟退火法和多岛遗传算法对目标结构进行形状优化。由于HCSR计算工况数量众多,为提高效率,确定了工况筛选方法并给出目标结构的危险工况。（4）针对整体模型计算效率低的情况,研究了子模型技术的原理,并以舱口角隅结构为例,给出了局部结构子模型范围的选取方法、模型边界约束及外力施加方法。由于采用子模型时,计算速度大大提高,优化效率得以有效提升,优化时的变量选取更加灵活,因而基于子模型法对舱口角隅、肘板和开孔结构进行形状优化时,将板厚等因素纳入设计变量,形成形状与尺寸的组合优化方法。经优化,得到了各结构的最优设计方案和各结构的应力集中系数图谱,可作为设计参考。
李智慧[10]（2018）在《考虑微小几何形变的高负荷压气机叶片端部鲁棒性优化设计研究》文中指出现代航空工业的发展,要求不断提高航空发动机的性能,压气机作为核心部件之一,实现其高负荷、高效率的目标具有十分重要的意义。在高负荷压气机的设计过程中,由加工精度、机械振动、人工操作失误等不确定性因素带来的微小几何形变对压气机端区流动乃至整机性能有重要影响,研究这些微小形变因素带来的影响规律并搭建考虑不确定性因素的叶片端部鲁棒性优化方法是实现高负荷、高效率压气机设计的重要基础。本文首先建立了端区附面层在轴流压气机环境中的厚度发展模型,并详细研究了不同转速、不同做功工况条件下附面层厚度的变化规律。随后分别使用端弯、端部二面角以及端掠三种传统叶片端部处理方式对端区流动施加控制措施。研究表明传统的叶片端部处理虽能改善端区流动,但效果不再明显,而借助优化算法并考虑不确定性因素影响的改进型叶片端部处理技术更具发展潜力。其次研究了压气机中常见的微小几何形变:间隙尺寸、表面粗糙度、前缘形状以及叶根倒圆等带来的不确定性因素对于端区流动及整机性能的影响规律。研究发现,随着间隙尺寸的增大,压气机气动效率显着下降,非均匀间隙设计较传统均匀间隙设计的气动性能更佳。表面粗糙度的增加导致压气机气动效率以及流通能力的恶化,就压气机峰值效率而言,叶片表面粗糙度导致了绝大部分的性能衰退,轮毂表面粗糙度的影响次之,机匣表面粗糙度导致的影响最小。叶片前缘由圆形变为椭圆形状之后,流动由层流过渡到全湍流状态的转捩过程被延缓,总压损失随着前缘椭圆度的增大呈单调下降趋势。叶根倒圆半径小于来流附面层位移厚度时,倒圆的存在对于压气机效率及总压比有提升作用;而当倒圆半径大于来流附面层位移厚度时,叶根倒圆使压气机流动损失增大。随后基于Python语言将不确定性量化分析程序Dakota与流场求解软件ANSYS CFX结合,搭建了针对高负荷压气机中典型微小几何形变影响的不确定性量化分析平台。研究表明,多项式混沌展开法在不确定性量化分析方面较传统蒙特卡洛法有明显优势,其预测精度更高且所需计算成本更低。压气机绝热效率和流通能力对不确定性因素的敏感性排序大体一致:叶片厚度及表面粗糙度导致的影响最明显,进口湍流度次之,随后是端壁表面粗糙度,间隙尺寸,影响最小的是进口总压;对于压气机喘振裕度而言,进口总压的重要性得到提升,而进口湍流度的影响被弱化。借助该不确定性分析平台,还得到了压气机在间隙尺寸以及表面粗糙度不确定性影响下的性能概率分布结果。最后在不确定性量化分析平台基础上形成了NAGA-II+PCE+Kriging组合型鲁棒性优化设计方法,并提出了四种优化策略。优化策略一基于优化算法对传统端部处理技术进行改进,改型叶片在叶根区域表现为端掠与端部二面角的结合,在叶顶区域表现为端掠与端弯的组合。优化策略二在考虑表面粗糙度影响的前提下对压气机叶片端部进行优化设计,结果证明,对于单级压气机设计而言,表面粗糙度因素在设计阶段出现的先后位置并不会影响最终的优化结果。优化策略三对间隙尺寸分布进行优化设计,压气机绝热效率被提高约0.64%,喘振裕度被拓宽约48.18%;与原型相比,压气机绝热效率增益的88%源于平均间隙尺寸的减少,而喘振裕度拓宽的30%源于间隙斜率的调整。优化策略四完成了考虑间隙尺寸不确定性因素影响的叶片端部鲁棒性优化设计,优化结果表明:压气机绝热效率以及压比期望值得到提升的同时,相应的统计方差值被进一步缩小。流场的改善源于主要气动载荷向下游的推移,证明了后弦向位置主载荷设计的叶片性能对微小几何形变因素带来的影响更具鲁棒性。
二、模拟退火法优化约束条件下造林规划设计的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、模拟退火法优化约束条件下造林规划设计的研究（论文提纲范文）
（1）帽儿山天然次生林多目标森林经营规划模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 天然次生林概述 |
| 1.4 天然次生林景观空间格局 |
| 1.5 天然次生林的经营 |
| 1.5.1 森林经营模式的演变 |
| 1.5.2 森林空间经营规划 |
| 1.6 存在的主要问题 |
| 1.7 本文主要研究内容 |
| 1.8 技术路线图 |
| 2 研究区域概况及数据来源 |
| 2.1 研究地区概况 |
| 2.1.1 自然地理条件 |
| 2.1.2 森林资源现状 |
| 2.2 帽儿山地区森林经营历史 |
| 2.3 数据调查 |
| 3 帽儿山森林景观空间点格局及其关联性动态 |
| 3.1 数据收集 |
| 3.2 数据处理 |
| 3.3 森林景观动态格局 |
| 3.4 森林景观点格局及关联性动态 |
| 3.5 结果与分析 |
| 3.5.1 森林景观基本特征 |
| 3.5.2 森林景观空间格局动态 |
| 3.5.3 森林景观空间关联性及其动态 |
| 3.6 讨论 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 帽儿山天然次生林生物多样性及动态 |
| 4.1 数据来源与研究方法 |
| 4.1.1 数据来源 |
| 4.1.2 多样性指数的选取 |
| 4.1.3 草本、灌木多样性变化规律 |
| 4.1.4 树种多样性及动态规律 |
| 4.2 研究结果 |
| 4.2.1 各林型草本、灌木多样性分析 |
| 4.2.2 各林型树种多样性及动态 |
| 4.3 讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 帽儿山天然次生林生长动态模拟 |
| 5.1 数据与方法 |
| 5.1.1 数据来源 |
| 5.1.2 树种径级演替动态规律 |
| 5.1.3 单木胸径生长模拟 |
| 5.1.4 林分蓄积量预测 |
| 5.1.5 混合效应模型 |
| 5.2 结果与分析 |
| 5.2.1 各林型树种径级动态 |
| 5.2.2 单木胸径生长速率 |
| 5.2.3 林分蓄积量预测 |
| 5.3 讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 多目标森林经营规划模拟 |
| 6.1 方法与数据 |
| 6.1.1 数据来源 |
| 6.1.2 基于逆转搜索算法的森林经营规划 |
| 6.1.2.1 空间关系 |
| 6.1.2.2 规划模型 |
| 6.1.2.3 搜索算法 |
| 6.1.3 多目标森林经营规划模拟 |
| 6.1.3.1 目标函数的建立 |
| 6.1.3.2 约束条件 |
| 6.1.3.3 经营措施 |
| 6.1.3.4 森林经营规划模拟效果评价 |
| 6.2 结果与分析 |
| 6.2.1 逆转搜索算法评价 |
| 6.2.2 多目标森林经营规划模拟 |
| 6.2.2.1 规划期景观空间格局 |
| 6.2.2.2 规划期树种多样性 |
| 6.2.2.3 规划期木材收获量 |
| 6.3 讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（2）多UUV编队队形动态重构方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外UUV研究现状 |
| 1.2.2 国内UUV研究现状 |
| 1.3 国内外UUV编队研究现状 |
| 1.3.1 UUV编队队形保持的国内外研究现状 |
| 1.3.2 UUV编队队形重构的国内外研究现状 |
| 1.4 论文研究内容及组织结构 |
| 第2章 UUV数学模型与编队结构 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 研究对象描述 |
| 2.2.1 坐标系转换 |
| 2.2.2 UUV水平面数学模型 |
| 2.2.3 UUV模型的仿真验证 |
| 2.3 UUV编队系统结构 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 UUV相对路径跟踪方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 相对路径跟踪方法 |
| 3.2.1 队形保持方法 |
| 3.2.2 稳定性证明 |
| 3.3 基于视线法的制导方法 |
| 3.4 仿真验证 |
| 3.4.1 UUV编队队形保持仿真 |
| 3.4.2 UUV相对路径跟踪仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于人工势场法的编队重构路径规划 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述 |
| 4.3 人工势场法 |
| 4.3.1 斥力场模型设计 |
| 4.3.2 引力场模型设计 |
| 4.3.3 局部最优解问题 |
| 4.4 仿真结果 |
| 4.4.1 无局部最优解时的仿真结果 |
| 4.4.2 存在局部最优解时的仿真结果 |
| 4.5 基于模拟退火法的路径优化 |
| 4.5.1 算法简介 |
| 4.5.2 局部最优解判断策略 |
| 4.5.3 模拟退火法计算引导点 |
| 4.5.4 模拟退火法效果图 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 UUV编队队形动态重构方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 UUV编队队形重构问题描述 |
| 5.3 算法融合 |
| 5.4 仿真结果 |
| 5.4.1 矩型队形重构为三角形队形 |
| 5.4.2 三角型队形重构为柱型队形 |
| 5.4.3 存在局部最优情况的仿真结果 |
| 5.5 湖上实验验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）新会港集装箱甩挂运输车辆调度优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 相关理论基础 |
| 2.1 甩挂运输概述 |
| 2.1.1 甩挂运输的概念 |
| 2.1.2 甩挂运输组织模式 |
| 2.2 车辆调度相关理论 |
| 2.2.1 车辆调度问题 |
| 2.2.2 多车场的车辆调度问题 |
| 2.2.3 带时间窗的车辆调度问题 |
| 2.2.4 传统的集装箱车辆调度模型 |
| 2.3 车辆调度问题求解算法 |
| 2.3.1 精确算法 |
| 2.3.2 启发式算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 新会港甩挂运输现状以及问题分析 |
| 3.1 新会港概况 |
| 3.2 新会港运输网络节点分析 |
| 3.3 新会港甩挂运输现状分析 |
| 3.3.1 车场的任务分配 |
| 3.3.2 车辆调度方案 |
| 3.4 新会港甩挂运输的问题分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 港口甩挂运输车辆调度模型建立及算法设计 |
| 4.1 问题描述 |
| 4.1.1 新会港的车辆调度特点 |
| 4.1.2 牵引车任务类型分析 |
| 4.2 港口集装箱甩挂运输车辆调度模型建立 |
| 4.2.1 基本假设 |
| 4.2.2 相关参数与变量说明 |
| 4.2.3 成本分析 |
| 4.2.4 目标函数 |
| 4.2.5 约束条件 |
| 4.2.6 数学模型 |
| 4.3 算法设计 |
| 4.3.1 算法设计思路 |
| 4.3.2 模拟退火算法的设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 实证分析 |
| 5.1 新会港集装箱甩挂运输方案优化 |
| 5.1.1 数据设置说明 |
| 5.1.2 求解结果 |
| 5.2 结果对比与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 牵引车车辆路径信息 |
（4）水果采摘机器人运动规划研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 采摘机器人国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外水果采摘机器人的研究现状 |
| 1.2.2 国内水果采摘机器人的研究现状 |
| 1.3 机器人运动规划方法研究概况 |
| 1.3.1 机械臂路径规划现状 |
| 1.3.2 机器人轨迹规划现状 |
| 1.4 研究目的 |
| 1.5 研究内容 |
| 1.6 技术路线 |
| 1.7 本章小结 |
| 第2章 采摘机械臂运动学和动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 采摘机器人运动学分析 |
| 2.2.1 机械臂正运动学 |
| 2.2.1.1 D-H方法建立运动学方程 |
| 2.2.1.2 机械臂的运动学方程 |
| 2.2.2 机械臂逆运动学 |
| 2.3 采摘机器人动力学分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 采摘机械臂路径规划研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 障碍物模型 |
| 3.3 采摘机械臂避障路径规划 |
| 3.3.1 碰撞检测 |
| 3.3.2 改进的RRT算法 |
| 3.3.2.1 基本RRT算法 |
| 3.3.2.2 目标引力思想 |
| 3.3.3 遗传算法优化路径 |
| 3.3.3.1 适应度函数 |
| 3.3.3.2 与障碍物最小距离 |
| 3.3.4 路径平滑 |
| 3.4 路径规划仿真试验 |
| 3.4.1 机械臂运动仿真平台 |
| 3.4.2 试验分析 |
| 3.4.2.1 步长参数优化 |
| 3.4.2.2 t RRT和 t GSRT算法的性能对比 |
| 3.4.2.3 RRT,t RRT和 t GSRT算法性能对比试验 |
| 3.4.3 实际试验结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 采摘机械臂的轨迹规划和优化研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于关节空间和B样条插值法的采摘机械臂轨迹规划 |
| 4.2.1 轨迹规划 |
| 4.2.1.1 约束条件 |
| 4.2.1.2 性能指标 |
| 4.2.2 基于B样条曲线的六自由度机械臂轨迹规划方法 |
| 4.3 基于粒子群算法的采摘机械臂轨迹优化 |
| 4.3.1 粒子群算法 |
| 4.3.2 目标轨迹优化 |
| 4.3.2.1 最优轨迹优化建模 |
| 4.3.2.2 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于多目标优化的采摘机械臂轨迹优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多目标多约束轨迹优化问题 |
| 5.3 多目标粒子群算法 |
| 5.3.1 多目标粒子群算法模型 |
| 5.3.2 MOPSO算法的流程 |
| 5.3.3 改进MOPSO算法 |
| 5.4 MOPSO算法仿真 |
| 5.4.1 经典测试函数和指标 |
| 5.4.2 结果与分析 |
| 5.5 采摘机械臂的五次B样条轨迹优化 |
| 5.5.1 基于时间、能耗和脉动最优的运动轨迹优化设计 |
| 5.5.2 结果与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 采摘机器人运动规划试验结果与分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 材料与方法 |
| 6.2.1 试验样机 |
| 6.2.2 视觉系统 |
| 6.2.3 运动规划算法 |
| 6.3 结果与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A 部分采摘试验照片和数据 |
| 附录 B 攻读博士学位期间科研活动和发表论文 |
（5）家具板材包装算法的研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 家具板材装箱问题研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文拟解决的关键问题和技术路线 |
| 1.3.1 论文课题来源 |
| 1.3.2 拟解决的关键问题 |
| 1.3.3 解决问题的技术路线 |
| 1.3.4 论文的创新点 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 家具板材装箱问题和相关算法综述 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 装箱问题概述 |
| 2.3 装箱问题分类 |
| 2.4 相关装箱算法论述 |
| 2.4.1 模拟退火算法 |
| 2.4.2 分布式估计算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于启发式算法家具板材装箱方案设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 启发式算法概述 |
| 3.2.1 启发式算法的概念 |
| 3.2.2 启发式算法分类 |
| 3.3 家具板材装箱问题描述 |
| 3.4 装箱数学模型建立 |
| 3.4.1 装箱约束条件描述 |
| 3.4.2 装箱数学模型 |
| 3.5 启发式算法设计 |
| 3.5.1 层的引入 |
| 3.5.2 剩余空间搜索分割 |
| 3.5.3 剩余空间合并 |
| 3.5.4 启发式装载策略制定 |
| 3.6 数值仿真与分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于混合遗传算法家具板材装箱方案设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 遗传算法概述 |
| 4.2.1 遗传算法定义 |
| 4.2.2 遗传算法的设计流程 |
| 4.3 禁忌搜索算法概述 |
| 4.4 混合遗传算法在家具板材装箱中的设计流程 |
| 4.4.1 混合遗传算法设计思路 |
| 4.4.2 混合遗传算法参数设计 |
| 4.4.3 混合遗传算法步骤设计 |
| 4.5 数值仿真与分 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 串级算法在家具板材装箱中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 串级算法设计思路 |
| 5.3 串级算法的设计步骤 |
| 5.4 数值仿真与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（6）基于ISIGHT的油船结构优化技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 船舶结构优化设计特点 |
| 1.3 船舶结构优化设计国内外研究现状 |
| 1.4 全局优化算法的发展及在优化分析软件的应用 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 基于规范计算的优化集成系统 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 优化模型的描述 |
| 2.2.1 优化设计变量 |
| 2.2.2 优化目标函数 |
| 2.2.3 优化约束条件 |
| 2.2.4 优化方法的选择 |
| 2.2.5 优化系统软件平台简介 |
| 2.3 优化仿真系统 |
| 2.3.1 优化方案 |
| 2.3.2 优化集成与参数数据流 |
| 2.4 本章小节 |
| 3 基于规范计算的油船中剖面、横舱壁优化设计 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 油船中剖面优化设计 |
| 3.2.1 油船中剖面设计变量的确定与结构定义 |
| 3.2.2 油船中剖面目标函数 |
| 3.2.3 油船中剖面约束条件 |
| 3.2.4 油船中剖面优化集成与优化结果 |
| 3.2.5 基于油船中剖面的优化方法对比研究 |
| 3.3 油船横舱壁优化设计 |
| 3.3.1 油船横舱壁设计变量的确定与结构定义 |
| 3.3.2 油船横舱壁目标函数 |
| 3.3.3 油船横舱壁约束条件 |
| 3.3.4 油船横舱壁优化集成与优化结果 |
| 3.4 本章小节 |
| 4 基于直接计算法的船舶舱段优化设计 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 有限元建模与CCS-DSA插件校核 |
| 4.3 板格屈曲利用因子计算方法准确性验证 |
| 4.4 基于有限元计算的舱段优化策略 |
| 4.4.1 舱段优化目标函数 |
| 4.4.2 舱段优化设计变量 |
| 4.4.3 舱段优化约束条件 |
| 4.4.4 舱段优化集成 |
| 4.5 基于Mars2000 规范法和有限元计算的舱段串行优化设计 |
| 4.6 应力均匀化研究 |
| 4.7 本章小节 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（7）高温超导磁储能磁体的优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 HTS-SMES研究现状 |
| 1.2.1 国际SMES研究现状 |
| 1.2.2 国内SMES研究现状 |
| 1.3 高温超导储能磁体设计方法的国内外现状 |
| 1.4 论文所做的内容 |
| 第2章 高温超导磁体设计分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 高温超导磁体的电磁优化设计基础 |
| 2.2.1 电磁场分析基础 |
| 2.2.2 超导体电磁本构关系 |
| 2.3 COMSOL软件 |
| 2.3.1 COMSOL部分模块介绍 |
| 2.3.2 COMSOL基本建模过程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 超导磁体电磁优化设计方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 高温超导磁体设计的准备工作 |
| 3.2.1 高温超导材料的选择 |
| 3.2.2 高温超导带材的选择 |
| 3.2.3 高温超导磁体结构形式的选择 |
| 3.2.4 高温超导储能系统储能策略 |
| 3.2.5 超导磁体设计评价指标 |
| 3.2.6 高温超导磁体临界电流的确定 |
| 3.3 电磁优化设计思路 |
| 3.3.1 单螺线管高温超导磁体的电磁优化思路 |
| 3.3.2 两种常见的超导磁体优化思路 |
| 3.4 超导磁体电磁计算模型的建立 |
| 3.5 电磁设计优化算法 |
| 3.5.1 遗传算法 |
| 3.5.2 模拟退火法 |
| 3.5.3 模拟退火遗传算法 |
| 3.5.4 基于MATLAB和 COMSOL的高温超导磁体联合优化算法 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 高温超导磁体优化结果及提高储能密度的方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单螺线管高温超导磁体的电磁优化 |
| 4.2.1 单螺线管超导磁体的设计变量 |
| 4.2.2 基于MATLAB和 COMSOL的联合仿真模型 |
| 4.3 单螺线管高温超导磁体优化结果 |
| 4.3.1 基于MATLAB和 COMSOL的联合优化算法的优化结果 |
| 4.3.2 磁体高度对体积能量密度的影响 |
| 4.3.3 超导磁体的磁场分布 |
| 4.4 阶梯状截面储能磁体 |
| 4.4.1 阶梯状截面超导磁体优化理论 |
| 4.4.2 内外阶梯状截面磁体的优化结果 |
| 4.4.3 阶梯差对体积能量密度的影响 |
| 4.5 施加阶梯电流提供体积能量密度 |
| 4.5.1 施加阶梯电流的原理分析 |
| 4.5.2 内接阶梯截面磁体的磁场分布 |
| 4.5.3 阶梯电流作用效果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录1 计算超导磁体磁感应强度的数值方法 |
| 附录2 攻读硕士学位期间发表的论文 |
（8）NSGA-Ⅱ算法的改进及在机组组合优化中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 多目标优化算法研究现状 |
| 1.2.2 机组优化研究现状 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 第2章 多目标优化算法概述 |
| 2.1 多目标优化算法 |
| 2.1.1 多目标优化问题的数学模型 |
| 2.1.2 支配关系 |
| 2.1.3 Pareto最优解 |
| 2.1.4 Pareto最优前沿 |
| 2.2 多目标优化算法的性能指标 |
| 2.2.1 收敛性 |
| 2.2.2 分布性 |
| 2.3 传统多目标优化算法 |
| 2.3.1 加权法 |
| 2.3.2 约束法 |
| 2.3.3 目标规划法 |
| 2.3.4 局限性 |
| 2.4 遗传算法 |
| 2.4.1 遗传算法简介 |
| 2.4.2 遗传算法的优势 |
| 2.4.3 编码 |
| 2.4.4 选择操作 |
| 2.4.5 交叉操作 |
| 2.4.6 变异操作 |
| 2.4.7 适应度函数 |
| 2.5 NSGA与 NSGA-Ⅱ |
| 2.5.1 快速非支配排序方法 |
| 2.5.2 精英选择策略 |
| 2.5.3 拥挤距离 |
| 2.5.4 拥挤度选择算子 |
| 2.5.5 NSGA-Ⅱ基本求解过程 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 NSGA-Ⅱ的改进 |
| 3.1 传统NSGA-Ⅱ的不足 |
| 3.2 NSGA-Ⅱ算法的改进 |
| 3.2.1 改进交叉算子 |
| 3.2.2 改进变异算子 |
| 3.2.3 基于NSGA-Ⅱ的分步优化改进 |
| 3.3 模拟退火法与NSGA-Ⅱ的结合 |
| 3.3.1 模拟退火法 |
| 3.3.2 对模拟退火法的改进 |
| 3.3.3 模拟退火法与NSGA-Ⅱ的结合 |
| 3.4 仿真与结果分析 |
| 3.4.1 对交叉算子的实验结果分析 |
| 3.4.2 对变异算子的实验结果分析 |
| 3.4.3 对引入模拟退火法的NSGA-Ⅱ实验结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 改进的NSGA-Ⅱ在机组组合优化中的应用 |
| 4.1 机组组合优化应用背景 |
| 4.2 考虑低碳环保的机组组合模型 |
| 4.2.1 考虑低碳环保的机组组合多目标函数 |
| 4.2.2 约束条件 |
| 4.3 基于NSGA-Ⅱ的分步优化策略 |
| 4.3.1 NSGA-Ⅱ对机组启停状态的优化 |
| 4.3.2 NSGA-Ⅱ对机组负荷分配的优化 |
| 4.4 最优折中解的决策 |
| 4.5 算例仿真与分析 |
| 4.5.1 实验参数与数据 |
| 4.5.2 实验结果与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
（9）船舶局部结构形状优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景、目的和意义 |
| 1.2 课题国内外研究现状 |
| 1.2.1 船体局部结构形状优化研究现状 |
| 1.2.2 基于PCL语言的参数化设计研究现状 |
| 1.2.3 子模型技术研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 局部结构参数化建模技术及程序开发 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 MSC.PATRAN/NASTRAN及PCL介绍 |
| 2.2.1 MSC.Patran/Nastran简介 |
| 2.2.2 PCL的语言结构 |
| 2.3 局部结构参数化建模程序开发 |
| 2.3.1 形状优化设计边界描述方法 |
| 2.3.2 舱口角隅参数化建模程序开发 |
| 2.3.3 肘板参数化建模及程序开发 |
| 2.3.4 开孔结构参数化建模程序开发 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 局部结构形状优化原理 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 形状优化问题的数学模型 |
| 3.2.1 设计变量 |
| 3.2.2 约束条件 |
| 3.2.3 目标函数 |
| 3.2.4 优化的数学表达式 |
| 3.3 优化算法 |
| 3.3.1 模拟退火法 |
| 3.3.2 多岛遗传算法 |
| 3.4 优化集成系统的建立 |
| 3.4.1 优化系统方案 |
| 3.4.2 系统集成的准备 |
| 3.4.3 系统集成方法 |
| 3.4.4 优化系统算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于舱段整体模型的局部结构形状优化研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 局部结构优化模型 |
| 4.2.1 舱口角隅优化模型 |
| 4.2.2 肘板优化模型 |
| 4.2.3 开孔优化模型 |
| 4.3 基于HCSR直接计算的工况筛选 |
| 4.3.1 算例船舱段模型屈服强度计算 |
| 4.3.2 工况筛选方法 |
| 4.3.3 工况筛选结果 |
| 4.4 优化结果及分析 |
| 4.4.1 舱口角隅优化结果 |
| 4.4.2 肘板优化结果 |
| 4.4.3 开孔优化结果 |
| 4.4.4 结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于参数化子模型的局部结构形状优化研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 子模型技术原理 |
| 5.2.1 子模型法 |
| 5.2.2 子模型范围选取 |
| 5.2.3 模型边界约束及外力施加方法 |
| 5.2.4 子模型应力计算结果验证 |
| 5.3 舱口角隅形状优化 |
| 5.3.1 优化模型 |
| 5.3.2 优化结果及分析 |
| 5.3.3 舱口角隅结构应力集中系数图谱 |
| 5.4 肘板形状优化 |
| 5.4.1 优化模型 |
| 5.4.2 优化结果及分析 |
| 5.4.3 肘板结构应力集中系数图谱 |
| 5.5 开孔形状优化 |
| 5.5.1 优化数学模型 |
| 5.5.2 优化结果及分析 |
| 5.5.3 开孔应力集中系数图谱 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）考虑微小几何形变的高负荷压气机叶片端部鲁棒性优化设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 压气机总体发展态势 |
| 1.2.1 压气机总体设计指标发展 |
| 1.2.2 压气机设计思路 |
| 1.3 高负荷压气机微小几何形变因素影响研究进展 |
| 1.3.1 高负荷压气机典型微小几何形变因素 |
| 1.3.2 考虑微小几何形变因素的不确定性量化分析方法 |
| 1.4 高负荷压气机优化设计方法进展 |
| 1.4.1 参数化造型及替代模型方法进展 |
| 1.4.2 启发式优化方法进展 |
| 1.4.3 梯度式优化方法进展 |
| 1.4.4 鲁棒性优化设计方法进展 |
| 1.5 论文研究目标与主要内容 |
| 1.5.1 研究目标 |
| 1.5.2 主要内容 |
| 第2章 数值方法确定及校核 |
| 2.1 数值计算方法 |
| 2.1.1 叶轮机械内部流动控制方程组 |
| 2.1.2 湍流模型 |
| 2.1.3 时空离散化方法 |
| 2.1.4 边界条件设置 |
| 2.2 CFD数值模拟方法校验 |
| 2.2.1 NASA Rotor37 仿真校核 |
| 2.2.2 NASA Stage35 仿真校核 |
| 2.2.3 某三级轴流压气机仿真校核 |
| 2.3 小结 |
| 第3章 压气机端区流动及叶片端部处理研究 |
| 3.1 压气机端区流动研究 |
| 3.1.1 研究对象 |
| 3.1.2 压气机总性能分析 |
| 3.1.3 压气机端区附面层发展规律研究 |
| 3.1.4 压气机端区附面层对级间匹配影响研究 |
| 3.2 压气机叶片端部处理技术 |
| 3.2.1 端弯 |
| 3.2.2 端部二面角 |
| 3.2.3 端部掠 |
| 3.2.4 叶片端部处理技术展望 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 微小几何形变对高负荷压气机性能影响研究 |
| 4.1 间隙尺寸不确定性因素影响 |
| 4.1.1 间隙大小对压气机性能影响研究 |
| 4.1.2 间隙分布对压气机性能影响研究 |
| 4.2 表面粗糙度不确定性因素影响 |
| 4.2.1 表面粗糙度数值模型 |
| 4.2.2 表面粗糙度模型校验 |
| 4.2.3 不同大小、位置表面粗糙度对压气机性能影响研究 |
| 4.2.4 表面粗糙度影响压气机性能的流动机制研究 |
| 4.3 叶片前缘椭圆度/叶根倒圆不确定性因素影响 |
| 4.3.1 γ-Re_θ转捩模型 |
| 4.3.2 转捩模型校验 |
| 4.3.3 叶片前缘椭圆度对压气机性能影响研究 |
| 4.3.4 叶根倒圆半径对压气机性能影响研究 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 针对微小几何形变因素影响的不确定性量化分析方法研究 |
| 5.1 不确定性量化分析平台搭建 |
| 5.1.1 敏感度分析方法研究 |
| 5.1.2 实验设计方法研究 |
| 5.1.3 不确定性量化分析方法研究 |
| 5.1.4 不确定性量化分析平台搭建 |
| 5.2 不确定性量化结果分析 |
| 5.2.1 不确定性量化方法数值校验 |
| 5.2.2 敏感度结果分析 |
| 5.2.3 不确定性因素对压气机整体性能影响研究 |
| 5.3 小结 |
| 第6章 高负荷压气机叶片端部鲁棒性优化设计研究 |
| 6.1 鲁棒性优化设计平台搭建 |
| 6.1.1 平台整体介绍 |
| 6.1.2 优化算法设置 |
| 6.1.3 替换模型设置 |
| 6.1.4 参数化造型方法设置 |
| 6.2 不同优化策略研究及优化结果分析 |
| 6.2.1 优化策略一:基于确定性优化算法的端部处理技术 |
| 6.2.2 优化策略二:考虑表面粗糙度的端部处理技术 |
| 6.2.3 优化策略三:考虑间隙尺寸分布的端部处理技术 |
| 6.2.4 优化策略四:基于鲁棒性优化算法的端部处理技术 |
| 6.3 小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、模拟退火法优化约束条件下造林规划设计的研究（论文参考文献）
- [1]帽儿山天然次生林多目标森林经营规划模拟[D]. 孙云霞. 东北林业大学, 2020(01)
- [2]多UUV编队队形动态重构方法研究[D]. 万闯. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [3]新会港集装箱甩挂运输车辆调度优化研究[D]. 马富贵. 长沙理工大学, 2019(07)
- [4]水果采摘机器人运动规划研究[D]. 曹晓曼. 华南农业大学, 2019(02)
- [5]家具板材包装算法的研究与应用[D]. 汪金朋. 广东工业大学, 2019(02)
- [6]基于ISIGHT的油船结构优化技术研究[D]. 白泽坤. 大连理工大学, 2019(02)
- [7]高温超导磁储能磁体的优化设计[D]. 晁盖. 东南大学, 2019(06)
- [8]NSGA-Ⅱ算法的改进及在机组组合优化中的应用[D]. 魏冰. 华北电力大学, 2019(01)
- [9]船舶局部结构形状优化研究[D]. 靳凯. 哈尔滨工程大学, 2019(03)
- [10]考虑微小几何形变的高负荷压气机叶片端部鲁棒性优化设计研究[D]. 李智慧. 北京理工大学, 2018(07)