基于混合算法的自由曲面网格结构多目标优化

【摘要】：为有效提高自由曲面网格结构的性能，改进了自由曲面网格结构的多目标优化方法，基于NURBS技术生成自由曲面，以曲面控制点高度为优化变量，结构应变能为静力性能优化目标，提出了以综合考虑曲面相似性、流畅性以及网格规整性的几何综合量化指标为几何优化目标；将目标函数的敏感度与进化算法NSGA-II结合，提出了敏感度混合进化算法。进行了自由曲面索撑网壳与自由曲面空间网格结构的多目标优化。研究结果表明：与其他3种算法相比，敏感度混合进化算法不仅可获得精确性、均匀性更好的Pareto解集，而且明显提高了算法的优化效率；两个结构优化后的应变能分别下降了21.2%、60.9%,几何综合量化指标分别下降了15.4%、30.9%;优化后结构自身的力学性能有所提高，以综合量化指标为目标函数有效提高了自由曲面的相似性、网格流畅性以及网格规整性。