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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 171 毫秒
1.
侯祥林  刘铁林  翟中海 《物理学报》2011,60(9):90202-090202
针对椭圆类非线性偏微分方程边值问题,以差分法和动态设计变量优化算法为基础,以离散网格点未知函数值为设计变量,以离散网格点的差分方程组构建为复杂程式化形式的目标函数.提出一种求解离散网格点处未知函数值的优化算法.编制了求解未知离散点函数值的通用程序.求解了具体算例.通过与解析解对比,表明了本文提出求解算法的有效性和精确性,将为更复杂工程问题分析提供良好的解决方法. 关键词: 非线性偏微分方程 边值问题 动态设计变量优化算法 程序设计  相似文献   

2.
侯祥林  郑夕健  张良  刘铁林 《物理学报》2012,61(18):180201-180201
针对薄板弯曲大变形问题, 运用变分原理, 建立了薄板弯曲大变形问题的高阶非线性偏微分方程. 运用有限差分法和动态设计变量优化算法原理, 以离散坐标点的上未知挠度为设计变量, 以离散坐标点的差分方程组构建目标函数, 提出了薄板弯曲大变形挠度求解的动态设计变量优化算法, 编制了相应的优化求解程序. 分析了具有固定边界、均布载荷下的矩形薄板挠度的典型算例. 通过与有限元的结果对比, 表明了本文求解算法的有效性和精确性, 提供了直接求解实际工程问题的基础.  相似文献   

3.
使用Zernike多项式表征镜面的变形,应用伴随变量法推导Zernike系数对拓扑优化设计变量的敏度,克服了差分法求解敏度时计算量大的问题,实现了基于Zernike系数直接建构具有成千上万设计变量的优化模型的目标函数以及设计约束.同时,在有限元数值离散的理论框架下,采用有限单元基函数以及单元数值积分的程序实现了结构变形以及Zernike系数的求解,简化了计算流程的同时还能保证计算精度.本文算法可以对目标函数或约束为线性组合的Zernike系数的一般结构拓扑优化模型进行优化,具有一定的泛用性.  相似文献   

4.
基于控制理论和N-S方程的二维叶栅气动优化算法   总被引:1,自引:0,他引:1  
基于控制理论的气动优化方法的计算量与设计变量无关,可快速精确地完成控制变量的灵敏度分析.本文以出口熵增最小为目标函数,详细推导了二维 N-S 方程伴随系统的偏微分方程组及其相应的边界条件和敏感性导数的表达式.以拟牛顿算法为优化求解器,利用 CFD 方法求解流动变量,采用时间推进方法求解伴随方程,建立了基于黏性伴随方法和 N-S 方程的二维叶栅气动优化设计算法.  相似文献   

5.
光学透镜自动设计智能化的计算方法   总被引:3,自引:1,他引:2       下载免费PDF全文
为改善镜头自动设计的计算方法,充分考虑人工光学设计经验,并借助构造多种价值函数以及线性最小二乘法和离散变量的单纯型方法,利用一个智能专家系统控制求解不等式组.在求解中,对玻璃变量和厚度等做变量替换以消除不等式约束,并且引入协调因子平衡变量的改变量.  相似文献   

6.
李国柱 《应用声学》2014,22(9):2853-2855
节点定位技术是无线传感器网络应用的重要支撑技术之一;针对粒子群优化(PSO)定位方法的定位精度依赖于测距模型参数与实际值的符合程度,在接收信号强度指示(RSSI)测距模型的基础上,提出一种测距模型参数估计的三维定位算法;该方法无需计算距离,将未知节点的位置和RSSI测距参数作为自变量,以信号强度误差为目标函数,采用粒子群优化算法估算未知节点坐标;仿真结果表明所提算法不依赖于测距模型参数的选取,并取得了理想的定位精度。  相似文献   

7.
重心Lagrange插值配点法求解二维双曲电报方程   总被引:1,自引:0,他引:1  
刘婷  马文涛 《计算物理》2016,33(3):341-348
提出一种求解二维双曲电报方程的高精度重心Lagrange插值配点法.采用重心Lagrange插值构造包含时间和空间变量的近似函数.在给定Chebyshev-Gauss-Lobatto节点上,将多变量重心Lagrange插值近似函数代入双曲电报方程及其定解条件,得到离散代数方程组.包含狄里克雷和诺依曼边界条件的数值算例表明,本文方法程序实现方便并具有高精度,可应用于求解高维问题.  相似文献   

8.
丁琪  尚月强 《计算物理》2020,37(1):10-18
基于两重网格离散和区域分解技巧,提出三种求解非定常Navier-Stokes方程的有限元并行算法.算法的基本思想是在每一时间迭代步,在粗网格上采用Oseen迭代法求解非线性问题,在细网格上分别并行求解Oseen、Newton、Stokes线性问题以校正粗网格解.对于空间变量采用有限元离散,时间变量采用向后Euler格式离散.数值实验验证了算法的有效性.  相似文献   

9.
王文侠  鄢社锋 《声学学报》2022,47(5):568-578
研究了旁瓣约束下的期望主瓣幅度逼近问题,其包含双边绝对值不等式结构,为非凸波束设计问题。针对传统的多约束优化算法难以处理非凸结构,提出了两种迭代算法。一种对原优化问题作局域线性近似,将非凸约束转换为仿射约束,进而迭代局部二阶锥规划问题求解原问题。另一种通过引入辅助变量构建增广拉格朗日函数,将加权向量与各约束解耦合,交替迭代求解关于原变量、主瓣辅助变量与旁瓣辅助变量的三个子优化问题以给出初始非凸问题的解。针对子优化问题,通过灵活运用拉格朗日乘子技术构建了低复杂度求解方案。采用仿真和实测阵列流形验证设计效果,结果表明,所提两种迭代算法可实现主瓣幅度逼近,合成平顶波束图,且对阵型无依赖性。交替迭代法耗时显著低于迭代二阶锥规划法。   相似文献   

10.
魏玉宏  高志强 《应用声学》2015,23(12):87-87
针对无线传感器网络节点定位技术中DV-Hop算法的不足,利用混合粒子群优化算法对DV-Hop算法的位置估计进行校正,提出了一种CCPDV-Hop算法,该方法在不需要任何额外硬件设备和通信开销基础上,将未知节点定位问题抽象为高维最优化问题,并利用混合粒子群优化算法进行求解。仿真实验结果表明,改进的DV-Hop算法与传统方法相比,定位误差显著下降,定位精度和鲁棒性都有明显提高。  相似文献   

11.
冯其波 《光子学报》1996,25(3):279-284
本文以基于 Buchadhl 象差系数得到的点列图为目标函数,只需追迹少许光线就可得到近似点列图,大大减少了计算量;同时采用了目标函数对结构参数偏导数解析求导原理并应用于光学自动设计,这样得到的解析偏导数不仅不存在原理误差,同时极大地减少了求得所需的时间;最后给出了使用 DFP-BFGS 优化方法设计一个双高斯物镜的实例.  相似文献   

12.
Based on the combination of stochastic mathematics and conventional finite difference method,a new numerical computing technique named stochastic finite difference for solving heat conduction problems with random physical parameters,initial and boundary conditions is discussed.Begin with the analysis of steady-state heat conduction problems,difference discrete equations with random parameters are established,and then the computing formulas for the mean value and variance of temperature field are derived by the second-order stochastic parameter perturbation method.Subsequently,the proposed random model and method are extended to the field of transient heat conduction and the new analysis theory of stability applicable to stochastic difference schemes is developed.The layer-by-layer recursive equations for the first two probabilistic moments of the transient temperature field at different time points are quickly obtained and easily solved by programming.Finally,by comparing the results with traditional Monte Carlo simulation,two numerical examples are given to demonstrate the feasibility and effectiveness of the presented method for solving both steady-state and transient heat conduction problems.  相似文献   

13.
The significance of flow optimization utilizing the lattice Boltzmann (LB) method becomes obvious regarding its advantages as a novel flow field solution method compared to the other conventional computational fluid dynamics techniques. These unique characteristics of the LB method form the main idea of its application to optimization problems. In this research, for the first time, both continuous and discrete adjoint equations were extracted based on the LB method using a general procedure with low implementation cost. The proposed approach could be performed similarly for any optimization problem with the corresponding cost function and design variables vector. Moreover, this approach was not limited to flow fields and could be employed for steady as well as unsteady flows. Initially, the continuous and discrete adjoint LB equations and the cost function gradient vector were derived mathematically in detail using the continuous and discrete LB equations in space and time, respectively. Meanwhile, new adjoint concepts in lattice space were introduced. Finally, the analytical evaluation of the adjoint distribution functions and the cost function gradients was carried out.  相似文献   

14.
A topology optimization method based on the solid isotropic material with penalization interpolation scheme is utilized for designing gradient coils for use in magnetic resonance microscopy. Unlike the popular stream function method, the proposed method has design variables that are the distribution of conductive material. A voltage-driven transverse gradient coil is proposed to be used as micro-scale magnetic resonance imaging(MRI) gradient coils, thus avoiding introducing a coil-winding pattern and simplifying the coil configuration. The proposed method avoids post-processing errors that occur when the continuous current density is approximated by discrete wires in the stream function approach. The feasibility and accuracy of the method are verified through designing the z-gradient and y-gradient coils on a cylindrical surface.Numerical design results show that the proposed method can provide a new coil layout in a compact design space.  相似文献   

15.
The effect of discontinuity in the state variables on optimization problems is investigated on the quasi-one-dimensional Euler equations in the discrete level. A pressure minimization problem and a pressure matching problem are considered. We find that the objective functional can be smooth in the continuous level and yet be non-smooth in the discrete level as a result of the shock crossing grid points. Higher resolution can exacerbate that effect making grid refinement counter productive for the purpose of computing the discrete sensitivities. First and second order sensitivities, as well as the adjoint solution, are computed exactly at the shock and its vicinity and are compared to the continuous solution. It is shown that in the discrete level the first order sensitivities contain a spike at the shock location that converges to a delta function with grid refinement, consistent with the continuous analysis. The numerical Hessian is computed and its consistency with the analytical Hessian is discussed for different flow conditions. It is demonstrated that consistency is not guaranteed for shocked flows. We also study the different terms composing the Hessian and propose some stable approximation to the continuous Hessian.  相似文献   

16.
杨旭东  乔志德  朱兵 《计算物理》2003,20(3):233-238
基于共轭方程的优化设计理论,应用三维欧拉方程进行了升力系数不变时跨音速机翼阻力优化设计研究,根据给定的目标函数推导了在物理空间上表述的共轭方程及边界条件,研究了共轭方程的数值求解方法及目标函数对设计变量的敏感性导数求解问题,发展了一种跨音速机翼阻力优化设计方法,应用该设计方法进行了跨音速机翼阻力优化设计研究,优化后机翼表面的激波强度减弱很多,有效减少了波阻.  相似文献   

17.
陈保  白俊强  黎明 《气体物理》2019,4(6):40-49
为了综合提高飞行器的气动性能与隐身性能,文章利用基于分解策略的梯度优化方法,对某跨声速机翼进行气动隐身综合优化设计.采用Tchebycheff方法,将气动隐身多学科多目标优化问题分解为多个单目标优化子问题,再对每个单目标子问题进行梯度优化.通过求解离散伴随方程获得气动目标对设计变量的梯度,采用自动微分方法对物理光学法(physical optics,PO)程序进行微分,即可得到雷达散射截面(radar cross section,RCS)对设计变量的梯度.经过综合优化,获得优化解集中各给定权重系数对应下的分支解,相比初始机翼,优化机翼的阻力系数减小,升阻比提高,重点方位的雷达散射截面均值减小,验证了该优化设计方法具有较好的实用性.   相似文献   

18.
孔新雷  吴惠彬 《物理学报》2017,66(8):84501-084501
由于非线性,最优控制问题通常依赖于数值求解,即通过离散目标泛函和受控运动方程转化为一有限维的非线性最优化问题.最优控制问题中的受控运动方程在表示为受控Birkhoff方程的形式之后,可以利用受控Birkhoff方程的离散变分差分格式进行离散.与按照传统差分格式近似受控运动方程相比,此途径可以诱导更加真实可靠的非线性最优化问题,进而也会诱导更加精确有效的离散最优控制.应用于航天器交会对接问题,该种数值求解最优控制问题的方法在较大时间步长的情况下仍然求得了一个有效实现交会对接的离散最优控制.模拟结果验证了该方法的有效性.  相似文献   

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