遗传算法在柱状高温气冷堆换料优化问题中的应用

堆芯换料方案的优化是一个典型的组合优化问题,其搜索空间异常庞大。传统的优化算法很难在如此巨大的搜索空间中寻找出全局最优解。遗传算法以其优良的自适应能力和优化能力,为组合优化问题提供了一个非常有效的解决途径。采用遗传算法对柱状高温气冷堆堆芯装料方案进行了优化,并编写了相应程序。为了提高堆物理的计算精度,堆芯临界计算采用26群输运计算。由于多群输运计算需要大量计算时间,为此对遗传算法进行了并行优化。为了验证遗传算法对柱状高温气冷堆换料的优化能力,构造了一个8组件的小型柱状高温气冷堆换料优化基准题。结果表明,遗传算法在柱状高温气冷堆换料优化问题中具有良好的优化能力和计算稳定性。     

热声发动机起振行为实验研究

研究了热声发动机起振过程,对Benavides构建的动力学模型的计算方法进行了优化,计算了控制压力、回热器参数和系统频率对热声发动机起振温度的影响。并进行了实验,计算结果与实验结果一致,证明了优化效果。     

基于响应面模型的高超声速低温喷管优化

 建立了高超声速低温(HYLTE)喷管的响应面模型,样本点设计矩阵采用正交试验设计法构造,样本数据通过3维粘性NS方程计算喷管光腔耦合段的多组分混合流场获得。基于HYLTE喷管响应面模型,对喷管进行了多目标优化,定义了综合性能参数,优化后喷管混合性能显著改善,综合性能明显提高。计算表明,基于响应面模型的优化策略,能够满足喷管优化对计算精度和计算量的要求。运用多学科设计优化软件框架iSIGHT作为建模和优化的辅助工具,提高了优化设计的实现效率。     

西安脉冲堆堆芯燃料管理正交优化计算

根据西安脉冲堆工程的实际需要,研制了脉冲堆堆芯燃料管理计算软件包HEX ICFM,并建立了正交优化模型,研制了换料优化计算软件包HEX ORTH.软件包中栅元计算采用了WIMS D 4程序,堆芯扩散计算程序采用了二维六角形节块程序SIXTUS 2.应用HEX ICFM对西安脉冲堆首循环堆芯参数进行了计算,并用HEX ORTH对第3循环末堆芯燃料装载和30根备用新燃料元件进行了堆芯优化分析,得到了目标函数为max(K_eff^BOC)的最佳堆芯倒换料方案.     

离子光学系统简单数值计算方法在反射式飞行时间质谱仪中的应用

简要阐述了求解离子光学系统电场结构分布以及带电粒子在该电场中运行轨迹的通用数值计算方法,分析了在保证计算精度的前提下,节省磁盘空间、提高计算速度的PC级计算机上优化算法,并提出一种寻找最佳超松弛因子的可行性方法.在PC级计算机上应用该计算方法对一台无栅网结构高分辨率反射式飞行时间质谱仪进行计算,给出了电场分布、粒子飞行轨迹和设定各种不同条件对电场进行优化的结果.根据计算结果调整的反射式飞行时间质谱仪达到了其优化工作状态,所测得的质谱分辨率显著提高.     

对旋风机叶片造型优化对气动特性的影响

以一台已有对旋风机为原型进行三维数值计算,通过计算结果分析风机内部流动。在对数值结果和速度三角形分析的基础上,通过调整叶片的叶型弯角和扭转角改变叶片气流攻角及其内部流动进行了叶片的三维造型优化。对优化结果计算分析表明优化后对旋风机的内部流场更为合理,通道涡得到了抑制。计算结果和试验数据表明优化后对旋风机比优化前最大流量提高1 m~3/s、最大全压升提高1300 Pa,效率和功率在大流量下有所改善。     

带电粒子光学系统优化问题的研究

对带电粒子光学系统的优化过程进行了研究,提出将象差的优化与透镜场形的优化分离开来。在象差的优化中考虑含光学参数的隐式约束条件。该优化过程只需做简单的积分运算,因此不必花费时间计算电磁场。在透镜场形的优化中,其优化模型与一般电磁系统的优化完全一样,因而可以采用已经研究的很多的电磁场的优化方法来优化透镜的场形。计算了两个优化的实例。     

RFD装置优化设计理论及方法研究

本文对周期性脉冲运动下的RFD装置进行了简化,建立了以装置流量和效率为优化目标的优化设计模型,进行了传统枚举法和现代遗传算法的计算和比较。通过枚举法计算结果总结了有关参数对RFD装置流量和效率的影响规律,强调了参数之间配套关系的重要性,最后通过比较计算值和实验值,验证了本文优化理论及其计算方法的正确性。     

精度计算优化方法的初步探讨

本文综述了光学仪器精度计算的传统方法及其存在问题,提出了用计算机进行精度计算的方法,给出了用直接优化法进行精度分配与构造参数计算的程序框图和五组技术水平相差很远的初始设计变量,以及经过运算后获得相同优化结果的实例.初步实践表明,精度计算优化方法,不仅可以摆脱多次调整反复试算的繁重劳动,而且可能找到满足一定约束条件下理论上可能获得的最优设计方案,这是传统的试算法无法实现的。     

耦合微环谐振腔光波导有限尺寸效应的优化

对耦合微环谐振腔光波导中的有限尺寸效应进行了研究.在CMROW两端引入抗反射结构,采用数值方法对抗反射中的三个交叉耦合系数进行了优化,消除了透射谱和群时延谱的有限尺寸效应.数值计算得到了弱耦合和强耦合情况下抗反射结构中优化交叉耦合系数的拟合公式,可以直接计算出消除有限尺寸效应时所需的优化参量.     

基于本征正交分解的气动优化设计外形数据挖掘

气动外形的全局优化设计会产生大量的过程数据,其中隐含的设计知识具有较高的挖掘价值.数据挖掘有助于获取直观、可定性描述的设计知识.本文采用基于本征正交分解的数据挖掘方法从气动优化设计的过程数据中获取设计知识,数据挖掘对象为跨音速压气机转子叶片NASA Rotor 37的优化过程数据,该数据由基于粒子群方法的绝热效率最大化优化设计产生.结果表明:基于本文数据挖掘方法获取的设计知识能够直接反映气动外形的变化规律,为叶片的气动外形设计提供参考;数据挖掘的设计知识成功地验证了优化设计结果的有效性.     

Combined-method for designing broadband dispersion mirror based on local optimization approach and needle optimization technique

A combined-method based on local optimization and needle optimization is proposed to design broadband dispersion mirrors. The broadband dispersion mirrors are designed by using needle optimization combined with cross application of local optimization and changing high refractive index materials. We combine high efficiency of the local optimization and accuracy of needle optimization. This method can efficiently prevent optimizing process from being captured in a local minimum and obtain higher reflectivity and more smooth group delay dispersion (GDD) curves. The designed dispersion mirrors have a few numbers of layers, which do not have the thin layers that are not easily deposited.     

多级轴流压气机三维数值优化设计

开发了利用非均匀有理B样条对叶轮机械三维叶片进行参数化重构的叶片造型模块和提供多种优化方法的优化模块;集成上述模块以及自主开发的网格生成软件和流场求解软件,建立了压气机气动数值优化平台.在该平台上对某5级轴流压气机末级静子进行了气动数值优化设计,取得了良好的优化效果,压气机性能得到有效提高.     

基于CFD技术的高性能风力机翼型最优化设计方法

新型风力机翼型开发是发展具有自主知识产权的风力机需要解决的需求及其相关的优化算法,并且建立了专门用于风力机翼型开发的优化平台,通过采用CFD方法,进行了高升阻比风力机翼型多工况点优化开发的研究,结果表明,作者使用的方法可以完成新型风力机翼型优化设计.     

Optimization of combined endoreversible Carnot heat engines with different objectives

Taking the output power,thermal efficiency,and thermo-economic performance as the optimization objectives,we optimize the operation parameters of a thermodynamic system with combined endoreversible Carnot heat engines in this paper.The applicabilities of the entropy generation minimization and entransy theory to the optimizations are discussed.For the discussed cases,only the entransy loss coefficient is always agreeable to the optimization of thermal efficiency.The applicabilities of the other discussed concepts to the optimizations are conditional.Different concepts and principles are needed for different optimization objectives,and the optimization principles have their application preconditions.When the preconditions are not satisfied,the principles may be not applicable.     

有距离辨识度的传声器阵列波束优化算法研究*

小尺度线性传声器阵列在便携式通信设备中具有潜在应用前景,其波束优化算法大多关注于抑制来自与声源不同方向的噪声,而不能有效地抑制与声源同方向的噪声。本文通过对几种典型波束优化策略进行改进,增加线性约束条件,使得阵列兼具方向和距离辨识度。论文对比了几种优化方法的波束性能,同时讨论了约束条件对波束旁瓣的影响,并提出了鲁棒性的优化方案。仿真结果显示,合理的优化策略和线性约束条件可以使阵列波束获得很好的聚焦性能。     

量子势阱粒子群优化算法的改进研究

为提高量子势阱粒子群优化算法的优化能力, 通过分析目前量子势阱粒子群优化算法的设计过程, 提出了改进的量子势阱粒子群优化算法. 首先, 分别基于Delta势阱、谐振子和方势阱 提出了改进的量子势阱粒子群优化算法, 并提出了基于统计量均值的控制参数设计方法. 然后, 在势阱中心的设计方面, 为强调全局最优粒子的指导作用, 提出了基于自身最优粒子加权平均和动态随机变量的两种设计策略. 实验结果表明, 三种势阱粒子群优化算法性能比较接近, 都优于原算法, 且Delta势阱模型略优于其他两种.     

复杂光学系统的全局优化

逃逸函数法是目前最为实用的光学系统全局优化算法之一。这种全局优化的运行由多个不加或加入逃逸函数的阻尼最小二乘法局部优化组成。探讨了提高其优化效率的方法,提出了两个搜索机制以便提高各个局部优化的效率。首先搜索最佳阻尼因子,从而确定多维结构变量空间中解向量的最优方向;再沿该方向搜索解向量的最优长度。此外,用实验方法确定了逃逸函数的控制参数的最佳缺省值。在此基础上成功地研制了实用化的复杂光学系统全局优化程序。     

三维超分辨光瞳滤波器的优化设计

利用matlab优化工具箱,采用非线性规划,对三区振幅型(透过率为1-0-1)和三区位相型(相位角为π-0-π)光瞳滤波器进行三维超分辨优化设计,建立了优化模型,经计算机多次迭代运算,改变斯特尔比s值,给出了优化结果.结果显示:所设计的滤波器较好地实现了横向和轴向三维超分辨,且轴向超分辨能力优于横向;相同斯特尔比下,位相型三维超分辨能力优于振幅型,并且这两种滤波器结构简单,容易实现.     

SVM参数优化方法分析与决策

针对支持向量机应用过程中的参数选择问题,从UCI数据库选择样本集,分别采用传统的网格法、智能优化算法中的粒子群法及遗传算法实现核函数参数寻优过程,将所得最佳参数应用到样本测试中。在深入分析优化过程中各参数关系、参数对支持向量机性能的影响以及传统与智能优化算法的优劣后,得出了核函数优化策略。即先使用智能优化算法初步确定最优解范围,再结合网格法进行高精度寻优。实验数据验证了参数优化策略的有效性,为扩大支持向量机泛化率、提高应用性做了铺垫。