航空發(fā)動機渦輪葉片多學科設計優(yōu)化

前言
第1章 渦輪葉片多學科設計優(yōu)化概述
第2章 渦輪葉片多學科設計問題
　2.1 氣動及傳熱分析
　　2.1.1 流場基本方程
　　2.1.2 流場湍流模型
　　2.1.3 固體場基本方程
　　2.1.4 耦合面上熱交換的處理
　　2.1.5 氣動和傳熱的數(shù)值計算方法
　2.2 靜強度分析
　　2.2.1 彈性力學基本方程
　　2.2.2 靜力有限單元法
　2.3 振動分析
　　2.3.1 慣性力
　　2.3.2 阻尼力
　　2.3.3 結構動平衡方程
　　2.3.4 結構的自振頻率
　2.4 壽命分析
　　2.4.1 基于Manson-Conffin公式的方法
　　2.4.2 通用斜率法
　2.5 可靠性分析
　2.6 穩(wěn)健設計
　2.7 維修性、有效度、完整性及其他
第3章 渦輪葉片參數(shù)化幾何造型方法
　3.1 三維實心渦輪葉片參數(shù)化造型設計　
　　3.1.1 葉柵幾何參數(shù)的選擇
　　3.1.2 五次多項式葉片型線參數(shù)化方法
　　3.1.3 葉片幾何外形參數(shù)化程序驗證
　　3.1.4 葉身的三維成型
　3.2 渦輪冷卻葉片參數(shù)化造型設計
　　3.2.1 渦輪直流冷卻葉片參數(shù)化造型
　　3.2.2 二維多腔式內(nèi)冷葉片參數(shù)化造型設計
　　3.2.3 基于解析及特征造型的渦輪冷卻葉片榫頭參數(shù)化設計
第4章 渦輪葉片多學科解耦與優(yōu)化系統(tǒng)重構
　4.1 多學科可行方法
　4.2 單學科可行方法
　4.3 協(xié)作優(yōu)化方法
　4.4 并行子空間優(yōu)化
　4.5 兩級集成系統(tǒng)整合方法
第5章 渦輪葉片多學科可行優(yōu)化方法
　5.1 渦輪葉片的學科分析
　　5.1.1 氣動和熱耦合分析
　　5.1.2 結構分析
　　5.1.3 振動分析
　　5.1.4 壽命分析
　5.2 渦輪葉片多學科耦合信息的傳遞
　　5.2.1 溫度參數(shù)空間插值傳遞方法
　　5.2.2 氣壓載荷的傳遞
　　5.2.3 幾何變形的傳遞
　5.3 渦輪葉片流、熱、固耦合的求解流程及系統(tǒng)
　5.4 渦輪葉片的多學科可行優(yōu)化
　5.5 多學科可行優(yōu)化方法優(yōu)化渦輪葉片的結果
第6章 渦輪冷卻葉片多學科可行設計優(yōu)化方法
　6.1 各學科分析
　　6.1.1 氣動與傳熱分析
　　6.1.2 強度分析
　　6.1.3 振動分析
　　6.1.4 壽命分析
　6.2 渦輪冷卻葉片耦合信息傳遞
　　6.2.1 溫度三維插值傳遞方法
　　6.2.2 氣動載荷
　　6.2.3 變形載荷
　6.3 三維直流冷卻葉片多學科可行設計優(yōu)化
　　6.3.1 冷卻設計變量選擇
　　6.3.2 三維冷卻葉片目標函數(shù)
　　6.3.3 約束條件的選取
　　6.3.4 優(yōu)化設計流程
　　6.3.5 優(yōu)化結果
　　6.3.6 討論與分析
　6.4 多腔式二維冷卻葉片氣動及傳熱設計優(yōu)化
　　6.4.1 KS函數(shù)方法
　　6.4.2 設計變量的選取
　　6.4.3 目標函數(shù)建立
　　6.4.4 優(yōu)化設計
　　6.4.5 優(yōu)化結果與分析
第7章 渦輪葉片熱、流、固耦合協(xié)作優(yōu)化方法
　7.1 協(xié)作優(yōu)化方法的概念
　7.2 熱、流、固耦合問題協(xié)作優(yōu)化方法的介紹和驗證
　　7.2.1 熱、流、固耦合問題協(xié)作優(yōu)化方法的步驟
　　7.2.2 熱、流、固耦合問題協(xié)作優(yōu)化方法的驗證
　7.3 渦輪葉片多學科流、熱、固耦合問題的協(xié)作優(yōu)化
　　7.3.1 渦輪葉片耦合信息(溫度、氣壓和變形)的壓縮方法
　　7.3.2 建立渦輪葉片協(xié)作優(yōu)化求解系統(tǒng)
　　7.3.3 渦輪葉片協(xié)作優(yōu)化結果
第8章 基于近似技術的渦輪葉片多學科設計優(yōu)化
　8.1 近似技術
　8.2 MDO常用近似模型
　　8.2.1 響應面模型
　　8.2.2 Kriging模型
　8.3 驗證近似模型預測精度的方法
　8.4 近似模型的試驗設計
　8.5 基于近似技術的渦輪葉片氣動優(yōu)化
　　8.5.1 近似方法
　　8.5.2 三維渦輪葉片氣動優(yōu)化算例
　　8.5.3 討論
　8.6 基于近似模型的渦輪葉片多學科設計優(yōu)化
　　8.6.1 葉片的多學科耦合分析
　　8.6.2 基于響應面與Kriging近似模型的渦輪葉片MDO
　　8.6.3 葉片優(yōu)化參數(shù)、約束及目標函數(shù)的選取
　　8.6.4 尋優(yōu)歷程與結果討論
　8.7 基于近似模型的渦輪葉片MDO結果圖
第9章 變復雜度多學科設計優(yōu)化方法
　9.1 渦輪葉片變維混合多學科設計優(yōu)化系統(tǒng)
　9.2 渦輪葉片的耦合松弛多學科設計優(yōu)化方法
第10章 多學科設計優(yōu)化智能重分析研究
　10.1 單學科結構重分析方法
　10.2 多學科設計優(yōu)化擬程序方法
　10.3 基于歷史優(yōu)化控制矩陣的多學科設計優(yōu)化智能重分析方法
　10.4 智能重分析的實現(xiàn)
　10.5 多學科設計優(yōu)化平臺中智能重分析的應用
　10.6 渦輪葉片多學科優(yōu)化智能重分析
第11章 多學科設計優(yōu)化算法智能選取研究
　11.1 基于模糊理論的MDO算法性能評價
　　11.1.1 模糊評價選優(yōu)決策模型的建立
　　11.1.2 建立模糊評價集
　　11.1.3 加權系數(shù)的確定
　　11.1.4 加權歐氏距離
　　11.1.5 應用示例
　　11.1.6 小結
　11.2 基于層次分析法的MDO算法性能評價
　　11.2.1 預備知識
　　11.2.2 互補判斷矩陣的特征向量法
　　11.2.3 層次分析法過程
　　11.2.4 計算實例
　　11.2.5 小結
　11.3 二維渦輪葉片優(yōu)化結果
　11.4 算法選擇軟件系統(tǒng)
　　11.4.1 選擇求解方法和問題類型
　　11.4.2 確定算法選取時需要考慮的影響因素
　　11.4.3 選取問題求解可采用的算法
　　11.4.4 確定各個影響因素的相對重要程度
　　11.4.5 小結
第12章 多學科設計優(yōu)化之靈敏度分析
　12.1 單學科靈敏度分析
　　12.1.1 手工求導方法
　　12.1.2 符號微分方法
　　12.1.3 有限差分方法
　　12.1.4 自動微分方法
　　12.1.5 復變量方法
　　12.1.6 其他方法
　12.2 多學科靈敏度分析
　　12.2.1 最優(yōu)靈敏度分析
　　12.2.2 全局靈敏度方程
　　12.2.3 滯后耦合伴隨方法
　12.3 渦輪葉片多學科靈敏度分析
第13章 渦輪冷卻葉片多學科優(yōu)化平臺的開發(fā)
　13.1 多學科設計優(yōu)化平臺功能需求分析
　　13.1.1 提供多個學科集成的環(huán)境
　　13.1.2 提供參數(shù)設定的功能
　　13.1.3 提供優(yōu)化算法
　13.2 多學科設計優(yōu)化平臺的框架設計
　　13.2.1 各個模塊的介紹
　　13.2.2 各模塊間的邏輯結構圖
　　13.2.3 任務的設計
　13.3 多學科優(yōu)化平臺數(shù)據(jù)結構的設計
　　13.3.1 任務的結構體數(shù)據(jù)類型
　　13.3.2 參數(shù)的結構體數(shù)據(jù)類型
　　13.3.3 計算器的結構體數(shù)據(jù)類型
　　13.3.4 調(diào)用仿真程序的結構體數(shù)據(jù)類型
　　13.3.5 調(diào)用順序結構體數(shù)據(jù)類型
　　13.3.6 優(yōu)化算法組合策略結構體數(shù)據(jù)類型
　　13.3.7 其他一些字符串數(shù)據(jù)
　13.4 TCB平臺中各模塊的詳細設計
　　13.4.1 主界面的詳細設計
　　13.4.2 參數(shù)設定模塊的詳細設計
　　13.4.3 集成模塊的詳細設計
　　13.4.4 優(yōu)化算法模塊的詳細設計
　　13.4.5 圖形顯示模塊的詳細設計
　13.5 TCB1.0的使用簡介
　13.6 TCB1.0實例測試
參考文獻