翼身融合水下滑翔机舱体-骨架耦合结构的离散优化设计

作者：董华超; 王鹏^*; 张益进

来源：中国舰船研究, 2021, 16(04): 70-78.

DOI：10.19693/j.issn.1673-3185.02178

• Kriging模型
• 数据挖掘
• 结构设计
• 结构优化
• 参数化建模
• 有限元分析

[目的]运用基于数据驱动的离散优化思路,对翼身融合水下滑翔机舱体-骨架耦合结构进行优化设计。[方法]首先,采用一种Kriging辅助的离散全局优化(KDGO)算法解决计算代价昂贵的黑箱问题,该算法采用一种新颖的加点策略来捕获性能较好的离散样本点,并在该加点策略中引入多起点数据挖掘方法,主要包含多起点优化、投影、采样和选择4个阶段。其次,建立骨架-舱体耦合结构的参数化模型,并对耦合结构进行吊放变形和深水受压工况的有限元分析。接着,以浮-重比为目标,把骨架结构、舱体结构的强度与稳定性指标作为约束,同时考虑外形和舱体之间的干涉以及骨架和舱体的耦合关系,建立整体耦合结构的离散优化数学模型。最后,将离散优化算法与耦合结构仿真相结合,搭建整体优化框架,同时采用KDGO算法进行200次函数评估,并对实验设计(DOE)采样阶段最优可行点和优化后全局最优点进行对比。[结果]结果显示,全局最优点所对应耦合结构的浮-重比提升了近40%,结果令人满意。[结论]所做研究可为翼身融合水下滑翔机舱体-骨架耦合结构的设计提供参考。

• 单位
  西北工业大学