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第1章 绪论1

1.1 MDO的定义内容及现状1

1.1.1 MDO的定义及研究内容1

1.1.2 MDO研究现状3

1.2 先进航空发动机设计对MDO的需求6

1.3 本团队在航空发动机领域内开展的MDO工作10

参考文献11

第2章 代理模型技术15

2.1 概述15

2.2 试验设计15

2.2.1 基本概念15

2.2.2 正交试验的优点17

2.2.3 试验方案安排18

2.2.4 试验结果分析18

2.3 近似方法20

2.3.1 响应面法21

2.3.2 克里金法22

2.3.3 神经网络法24

2.3.4 支持向量机法26

参考文献27

第3章 多目标优化及优化算法技术29

3.1 概述29

3.2 基本概念29

3.3 多目标的求解方法31

3.3.1 主目标函数法31

3.3.2 评价函数法31

3.3.3 交互规划法32

3.3.4 分层求解法32

3.3.5 非劣解法32

3.4 优化算法技术33

3.5 多目标遗传算法34

3.5.1 标准遗传算法34

3.5.2 遗传算法的特点及应用38

3.5.3 多目标遗传算法38

参考文献44

第4章 基于MDO的航空发动机协同设计方法46

4.1 概述46

4.2 系统分解46

4.3 系统建模48

4.3.1 MDO物理建模48

4.3.2 MDO数学建模50

4.4 系统求解55

参考文献56

第5章 压气机叶片MDO57

5.1 概述57

5.2 系统分解58

5.3 系统建模59

5.3.1 各学科物理模型59

5.3.2 优化数学模型71

5.4 系统求解77

5.4.1 主目标函数法78

5.4.2 固定权系数加权求和法79

5.4.3 变权系数加权求和法79

5.5 多学科设计优化结果80

5.5.1 算例180

5.5.2 算例288

5.5.3 算例390

5.5.4 算例491

参考文献92

第6章 涡轮叶片MDO93

6.1 概述93

6.2 系统分解94

6.3 系统建模96

6.3.1 各学科物理模型96

6.3.2 优化数学模型101

6.4 系统求解105

6.5 多学科设计优化结果109

6.5.1 分析软件的校验109

6.5.2 计算实例110

参考文献118

第7章 机匣MDO119

7.1 概述119

7.2 系统分解119

7.3 系统建模120

7.3.1 各学科物理模型120

7.3.2 基于正交试验设计及响应面的强度代理模型127

7.3.3 优化数学模型132

7.4 系统求解134

7.5 多学科设计优化结果134

7.5.1 优化算例1134

7.5.2 优化算例2137

7.5.3 优化算例3139

参考文献140

第8章 涡轮级叶片MDO141

8.1 概述141

8.2 系统分解142

8.3 系统建模143

8.3.1 各学科物理模型143

8.3.2 优化数学模型149

8.4 系统求解158

8.4.1 优化算法的选用158

8.4.2 多目标优化159

8.5 多学科设计优化结果159

8.5.1 算例1——气动效率最优159

8.5.2 算例2——叶片质量最轻166

8.5.3 算例3——气动效率及叶片质量加权最优167

参考文献170

第9章 发动机总体MDO171

9.1 概述171

9.2 系统分解171

9.3 系统建模172

9.3.1 各学科物理模型172

9.3.2 优化数学模型183

9.4 系统求解189

9.5 多学科设计优化结果189

参考文献200

第10章 发动机整机MDO201

10.1 概述201

10.2 系统分解201

10.3 系统建模204

10.3.1 各学科物理模型204

10.3.2 代理模型的建立208

10.3.3 优化数学模型217

10.4 系统求解218

10.5 多学科设计优化结果219

参考文献222