多目标优化技术是实施复杂环境下先进结构(轻质,高结构性能)综合设计的一种有效工具,在航空、航天、汽车工业等领域得到了广泛的应用。多目标优化解的敏度计算及品质分析是多目标优化设计方案的评价及决策依据,与多目标优化算法共同构成了一个完整的设计体系。本项目着重解决多目标优化解灵敏度计算与品质分析关键技术问题,揭示目标函数、约束之间的平衡制约关系,建立通用有效的灵敏度计算方法、软件模块以及满意解的评价指标。具体内容包括敏度扰动问题中主动约束集刷新新判据的建立与奇异优化解的方向导数计算;嵌套式极小-极大多目标优化问题优化解的敏度计算;基于目标函数规范约束条件的可行方向法;基于结构刚度-振动频率双目标飞机结构逆向设计应用研究。本项目从工程角度对多目标优化设计方法进行了系统的深入研究,所开展的原始创新工作不仅丰富了现有多目标优化理论与方法,而且对航空、航天技术的发展具有重要的应用价值与指导意义。
多目标优化技术在航空、航天、汽车工业等领域具有重要的应用价值,本项目的主要研究内容为,着重解决多目标优化解灵敏度计算,揭示目标函数、约束之间的平衡制约关系,建立通用有效的多目标优化设计方法,在此基础上开展材料/结构一体化设计应用研究,满足材料/结构的多功能构型设计需求。本项目所取得的主要成果为建立了多目标优化解的灵敏度分析双层次通用计算方法,提出了获取目标函数空间Pareto曲线优化解离散点均匀分布的主切线方向搜索法;研究了微结构的多目标优化建模与拓扑优化求解技术,将多尺度均匀化方法、细观力学方法、拓扑优化技术与多目标优化方法进行有效的结合,实现了多孔材料/结构的传热、刚度多目标协同优化设计,获得了轻质蜂窝夹芯材料与蜂窝结构的优化构型;根据设计结果、实现了快速原型制造与样件加工。在国内外核心期刊与国际会议累计发表论文27篇,研究成果有力地支撑了"十五"期间所承担的中国燃气涡轮研究院APTD项目关键零部件的优化设计研究,是获得"十一五"APTD项目的重要基础。同时,依托本项目开展了研究生培养与广泛的国际合作,圆满达到了项目的预期目标。