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瞬态热传导问题的优化设计与灵敏度分析 被引量：19
1
作者 顾元宪 赵红兵 +1 位作者 亢战 关振群 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期158-165,共8页
研究瞬态热传导问题的优化设计和灵敏度分析方法．在有限元离散和时间差分方法基础上，给出了瞬态热传导问题以及一般瞬态问题的灵敏度计算公式，讨论了直接法和伴随法两种计算格式的特点．对瞬态约束函数采用了临界点约束方法，研究了... 研究瞬态热传导问题的优化设计和灵敏度分析方法．在有限元离散和时间差分方法基础上，给出了瞬态热传导问题以及一般瞬态问题的灵敏度计算公式，讨论了直接法和伴随法两种计算格式的特点．对瞬态约束函数采用了临界点约束方法，研究了结构温度场优化、特别是连续体形状优化的数值方法．在大型有限元分析与优化设计软件JIFEX中实现了上述方法，由数值算例表明了本文方法的应用及其有效性． 展开更多
关键词 热分析 灵敏度 热传导 瞬态热传导 优化设计
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卫星承力筒复合材料结构的优化设计 被引量：18
2
作者 顾元宪 亢战 +3 位作者 赵国忠 迟军 林益明 白光明 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期88-91,共4页
应用 JIFEX软件对大型通信卫星主承力结构——中心承力筒的复合材料结构进行优化设计。在优化设计中考虑了固有频率和屈曲稳定性的约束条件 ,使用了多种类型的设计变量 ,对蜂窝夹芯材料采用了一种离散材料变量连续化处理方法。进行了多... 应用 JIFEX软件对大型通信卫星主承力结构——中心承力筒的复合材料结构进行优化设计。在优化设计中考虑了固有频率和屈曲稳定性的约束条件 ,使用了多种类型的设计变量 ,对蜂窝夹芯材料采用了一种离散材料变量连续化处理方法。进行了多种方案的优化设计和比较 。 展开更多
关键词 中心承力筒 优化设计 复合材料结构 蜂窝夹芯
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热结构瞬态响应的耦合灵敏度分析方法与优化设计 被引量：12
3
作者 顾元宪 刘涛 +1 位作者 亢战 赵国忠 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期37-42,共6页
研究结构瞬态热变形和热应力的灵敏度分析方法及其优化设计,灵敏度计算给出了直接法和伴随法两种算法.考虑了温度场的耦合作用,在直接法中需要计算温度场对设计变量的导数,在伴随法中需要计算热载荷对温度场的导数.数值算例验证了该方... 研究结构瞬态热变形和热应力的灵敏度分析方法及其优化设计,灵敏度计算给出了直接法和伴随法两种算法.考虑了温度场的耦合作用,在直接法中需要计算温度场对设计变量的导数,在伴随法中需要计算热载荷对温度场的导数.数值算例验证了该方法的精度.伴随法在应用程序中的实现,为大型结构优化提供了高效率的灵敏度计算方法. 展开更多
关键词 瞬态响应 耦合灵敏度 热应力 直接法 伴随法 温度场 结构耦合系统 热传导 临界点约束处理
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热-应力耦合结构灵敏度分析方法 被引量：16
4
作者 顾元宪 赵红兵 +1 位作者 陈飚松 亢战 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期685-691,共7页
研究稳态／瞬态热传导灵敏度分析、以及热与机械荷载同时作用的热结构应力灵敏度分析问题．考虑了温度场随设计变量的变化及其对热应力的影响，提出温度场与结构热应力耦合问题的灵敏度计算方法．特别指出了热－应力耦合灵敏度分析中温... 研究稳态／瞬态热传导灵敏度分析、以及热与机械荷载同时作用的热结构应力灵敏度分析问题．考虑了温度场随设计变量的变化及其对热应力的影响，提出温度场与结构热应力耦合问题的灵敏度计算方法．特别指出了热－应力耦合灵敏度分析中温度场导数的影响；说明了在热－应力耦合结构灵敏度分析中必须考虑耦合灵敏度．在应用软件系统ＪＩＦＥＸ中实现了所提出的方法，数值算例验证了灵敏度算法的精度． 展开更多
关键词 灵敏度 热传导 热应力 热结构 耦合系统
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结构动力方程的增维精细积分法 被引量：72
5
作者 顾元宪 陈飚松 张洪武 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期447-456,共10页
对线性定常结构动力系统提出的精细积分方法，能够得到在数值上逼近于精确解的结果，但是对于非齐次动力方程涉及到矩阵求逆的困难．提出采用增维的办法，将非齐次动力方程转化为齐次动力方程，在实施精细积分过程中不必进行矩阵求逆．... 对线性定常结构动力系统提出的精细积分方法，能够得到在数值上逼近于精确解的结果，但是对于非齐次动力方程涉及到矩阵求逆的困难．提出采用增维的办法，将非齐次动力方程转化为齐次动力方程，在实施精细积分过程中不必进行矩阵求逆．这种方法对于程序实现和提高数值稳定性十分有利，而且在大型问题中计算效率较高，从而改进了精细积分方法的应用．数值例题显示了本文方法的有效性． 展开更多
关键词 结构动力学 精细积分法 齐次动力方程
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复合材料层合板屈曲稳定性优化设计及其灵敏度计算方法 被引量：24
6
作者 顾元宪 赵国忠 李云鹏 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期81-85,共5页
笔者在有限元分析基础上研究了以屈曲稳定性作为约束条件或优化目标的复合材料层合板结构优化设计及其灵敏度分析方法 ,重点讨论了屈曲临界荷载灵敏度对内力场和载荷的依赖关系及其在铺层优化、尺寸优化和形状优化问题中的不同计算方法 ... 笔者在有限元分析基础上研究了以屈曲稳定性作为约束条件或优化目标的复合材料层合板结构优化设计及其灵敏度分析方法 ,重点讨论了屈曲临界荷载灵敏度对内力场和载荷的依赖关系及其在铺层优化、尺寸优化和形状优化问题中的不同计算方法 ,并在 JIFEX软件中实现了复杂结构复合材料层合板优化设计方法。 展开更多
关键词 复合材料层合板 屈曲稳定性 灵敏度分析 有限元分析 优化设计
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海洋平台结构动力响应优化设计与灵敏度分析 被引量：11
7
作者 顾元宪 马红艳 +2 位作者 姜成 亢战 张洪武 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2001年第1期7-13,共7页
研究了海洋平台结构动力响应优化设计以及结构动力响应的灵敏度计算方法。给出了结构稳态频率响应和瞬态时程响应的灵敏度分析算法 ,并通过数值试验讨论了瞬态响应灵敏度分析算法的精度和差分法中变量摄动量的影响。在 JIFEX软件中实现... 研究了海洋平台结构动力响应优化设计以及结构动力响应的灵敏度计算方法。给出了结构稳态频率响应和瞬态时程响应的灵敏度分析算法 ,并通过数值试验讨论了瞬态响应灵敏度分析算法的精度和差分法中变量摄动量的影响。在 JIFEX软件中实现了结构动力响应灵敏度计算 ,建立海洋平台结构优化模型和求解方法。 展开更多
关键词 海洋平台结构 动力响应 灵敏度分析 优化设计 数值试验
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面向设计的复合材料旋翼桨叶动力优化设计 被引量：11
8
作者 顾元宪 刘书田 +1 位作者 关振群 程耿东 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期338-341,共4页
提出一种面向设计的复合材料旋翼桨叶结构动力优化方法。采用典型剖面设计、变量连接、铺层变量连续化等方法，有效地处理了剖面内部形状、复合材料铺层、配重质量３类设计变量。在动力分析模型中考虑了剖面翘曲、耦合变形和陀螺力的影... 提出一种面向设计的复合材料旋翼桨叶结构动力优化方法。采用典型剖面设计、变量连接、铺层变量连续化等方法，有效地处理了剖面内部形状、复合材料铺层、配重质量３类设计变量。在动力分析模型中考虑了剖面翘曲、耦合变形和陀螺力的影响，由三级数值计算模式实现固有频率灵敏度分析。约束条件包括了固有频率、结构重量、自转惯量等设计要求，优化求解采用基于序列二次规划的算法。上述方法真实反映了桨叶结构特征和实际工程设计要求。 展开更多
关键词 旋翼桨叶 结构优化 面向设计 直升机 复合材料
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非线性瞬态热传导的精细积分方法 被引量：9
9
作者 顾元宪 陈飚松 +1 位作者 张洪武 关振群 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第A01期24-28,共5页
采用精细积分法求解非线性瞬态热传导方程 .非线性因素包括热辐射边界条件和物性参数可变 .推导了瞬态非线性热传导方程中精细积分法的具体列式 .指出可利用指数矩阵的对称性和带宽特性提高算法的效率 ,并结合预测校正算法求解非线性方程 .
关键词 非线性瞬态热传导 精细积分法 指数矩阵 热辐射 预测校正算法
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平面任意区域四边形网格自动生成的一种方法 被引量：14
10
作者 顾元宪 马正阳 关振群 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第5期432-439,共8页
在改进节点连接法的基础上，提出了一种平面任意区域的有限元网格全自动剖分方法．既能快速生成四边形单元网格，也能生成三角形单元网格；而且可以很好地控制单元的质量，特别是边界单元的质量；同时可以灵活地进行局部网格加密．
关键词 网格剖分 有限元 四边形单元网格 CAD
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桁架结构截面优化设计的改进模拟退火算法 被引量：11
11
作者 顾元宪 项宝卫 赵国忠 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期546-552,共7页
将模拟退火算法应用于桁架结构截面尺寸优化设计,提出若干方法改进了算法的鲁棒性、计算效率和求解精度。通过一批经典问题,同时与传统结构优化算法和遗传算法进行了比较。数值结果表明,本文的改进模拟退火算法具有很高的优化求解精度,... 将模拟退火算法应用于桁架结构截面尺寸优化设计,提出若干方法改进了算法的鲁棒性、计算效率和求解精度。通过一批经典问题,同时与传统结构优化算法和遗传算法进行了比较。数值结果表明,本文的改进模拟退火算法具有很高的优化求解精度,计算效率有显著提高且优于遗传算法,有望在结构优化设计问题中发挥其特点。 展开更多
关键词 模拟退火 桁架结构 截面优化 遗传算法
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基于材料边界概念的相变热传导变分原理及其数值计算 被引量：10
12
作者 顾元宪 李海梅 申长雨 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第3期261-266,共6页
利用“材料边界”的概念 ,构造了伴有相变的热传导问题的泛函 ,建立了相变热传导问题的变分原理 .在此基础上 ,采用有限元等效热容法求解温度场 ,并对相变单元的潜热、相界面位置的确定提出了处理方法 .
关键词 相变 潜热 变分原理 有限元法 材料边界 热传导
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基于灵敏度的热传导辨识问题求解方法 被引量：6
13
作者 顾元宪 周业涛 +1 位作者 陈飚松 林巍 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期94-98,共5页
本文采用灵敏度分析和优化方法求解热传导参数辨识问题。根据测量点已知温度值 ,将测量点的计算温度值与测量温度值之差平方和作为优化问题的目标函数 ,将待识别的热传导参数作为设计变量 ,极小化目标函数得到设计变量最优值就是真实的... 本文采用灵敏度分析和优化方法求解热传导参数辨识问题。根据测量点已知温度值 ,将测量点的计算温度值与测量温度值之差平方和作为优化问题的目标函数 ,将待识别的热传导参数作为设计变量 ,极小化目标函数得到设计变量最优值就是真实的识别参数值。优化问题采用序列线性规划算法求解 ,基于温度场灵敏度分析构造线性规划问题。数值计算结果表明 ,本文方法求解热传导参数辨识这类反问题的效率和精度很高。 展开更多
关键词 灵敏度 热传导 参数辨识 反问题 优化
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热结构稳态响应的耦合灵敏度分析方法 被引量：4
14
作者 顾元宪 刘涛 +1 位作者 亢战 赵国忠 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期535-539,共5页
研究结构稳态热变形和热应力的灵敏度分析方法,给出了直接法和伴随法两种算法。考虑了温度场的耦合作用,在直接法中需要计算温度场对设计变量的导数,在伴随法中需要计算热载荷对温度场的导数。对尺寸和形状两类设计变量的灵敏度分析算例... 研究结构稳态热变形和热应力的灵敏度分析方法,给出了直接法和伴随法两种算法。考虑了温度场的耦合作用,在直接法中需要计算温度场对设计变量的导数,在伴随法中需要计算热载荷对温度场的导数。对尺寸和形状两类设计变量的灵敏度分析算例,验证了本文方法的精度。伴随法在应用程序中的实现,为大型结构优化提供了高效率的灵敏度计算方法。 展开更多
关键词 热应力 热变形 耦合灵敏度 直接法 伴随法
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一种新的四边形层合板与夹层板单元 被引量：12
15
作者 顾元宪 曾庆纲 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期392-397,共6页
利用域内一致和边界一致概念，以最小二乘法求出对剪应变的单独插值函数，并利用节点坐标进行坐标变换，可构造一种基于Ｍｉｎｄｌｉｎ板弯曲理论的四边形板单元．将这种方法用于复合材料层合板与夹层板的静动力分析．该单元推导简单，... 利用域内一致和边界一致概念，以最小二乘法求出对剪应变的单独插值函数，并利用节点坐标进行坐标变换，可构造一种基于Ｍｉｎｄｌｉｎ板弯曲理论的四边形板单元．将这种方法用于复合材料层合板与夹层板的静动力分析．该单元推导简单，易于程序实现；由数值算例表明具有很好的特性，计算精度好，避免了剪切闭锁现象，对厚板及薄板均适用． 展开更多
关键词 复合材料 板 剪切闭锁 弯曲 层合板 夹层板
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相变传热问题的灵敏度分析与优化设计方法 被引量：4
16
作者 顾元宪 周业涛 赵国忠 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期66-72,共7页
研究了相变传热问题的优化设计及其灵敏度分析方法．在有限元-时间差分和等效热容法求解相变温度场的基础上,提出了相变温度场对设计变量一阶灵敏度的计算方法,给出直接法和伴随法两种计算格式并分析了它们的特点,建立了相变温度场优化... 研究了相变传热问题的优化设计及其灵敏度分析方法．在有限元-时间差分和等效热容法求解相变温度场的基础上,提出了相变温度场对设计变量一阶灵敏度的计算方法,给出直接法和伴随法两种计算格式并分析了它们的特点,建立了相变温度场优化的模型和算法,在有限元分析与优化设计软件JIFEx中实现了该方法．数值算例表明了灵敏度计算的精度和优化方法的有效性． 展开更多
关键词 相变 传热 等效热容 灵敏度 优化设计
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组合结构屈曲稳定性优化设计与灵敏度分析 被引量：2
17
作者 顾元宪 赵国忠 +2 位作者 张洪武 亢战 李云鹏 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期127-132,共6页
本文研究了组合结构屈曲稳定性优化设计及灵敏度分析数值方法 ,讨论了屈曲临界荷载灵敏度对应力场和载荷的依赖关系、及其在尺寸和形状变量中的不同计算方法 ,将屈曲优化与静力和动力优化联合执行 ,在JIFEX软件中实现以解决复杂的结构... 本文研究了组合结构屈曲稳定性优化设计及灵敏度分析数值方法 ,讨论了屈曲临界荷载灵敏度对应力场和载荷的依赖关系、及其在尺寸和形状变量中的不同计算方法 ,将屈曲优化与静力和动力优化联合执行 ,在JIFEX软件中实现以解决复杂的结构优化问题。算例表明了优化方法在结构稳定性设计中的应用 。 展开更多
关键词 屈曲稳定性 灵敏度分析 组合结构 优化设计
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结构形状优化设计数值方法的研究和应用 被引量：32
18
作者 顾元宪 程耿东 《计算结构力学及其应用》 CSCD 1993年第3期321-335,共15页
本文论述了连续体结构形状优化设计数值方法的研究和应用进展,讨论了结构模型化、灵敏度分析、优化方法改进、优化实用软件开发以及同CAD技术相结合等问题,介绍了在结构优化设计软件MCADS中采用的方法,并通过工程实例说明了结构形状优... 本文论述了连续体结构形状优化设计数值方法的研究和应用进展,讨论了结构模型化、灵敏度分析、优化方法改进、优化实用软件开发以及同CAD技术相结合等问题,介绍了在结构优化设计软件MCADS中采用的方法,并通过工程实例说明了结构形状优化设计的应用及其价值。 展开更多
关键词 结构优化设计 软件 数值方法
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有限元-优化-GAD集成一体的微机软件系统MCADS 被引量：11
19
作者 顾元宪 程耿东 《计算结构力学及其应用》 CSCD 1990年第1期71-81,共11页
本文根据有限元分析方法、工程优化设计、计算机辅助设计(CAD)技术三者集成一体,发展适合CAD环境的高效实用的计算力学软件以及集成系统这一构想,提出并研究了实现这种集成化所必需的有限元-CAp接口,有限元-优化接口和优化-CAD接口中的... 本文根据有限元分析方法、工程优化设计、计算机辅助设计(CAD)技术三者集成一体,发展适合CAD环境的高效实用的计算力学软件以及集成系统这一构想,提出并研究了实现这种集成化所必需的有限元-CAp接口,有限元-优化接口和优化-CAD接口中的若干问题,介绍了所研制的面向工程的微型计算机辅助结构优化设计集成化软件系统MCADS。 展开更多
关键词 MCADS 软件系统 CAD
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基于灵敏度的电磁结构形状优化方法研究 被引量：1
20
作者 顾元宪 魏鸿磊 赵国忠 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期651-656,共6页
研究基于灵敏度的电磁结构形状优化设计方法。针对以往用磁位作为状态变量不方便的情况 ,文中直接采用磁通密度为状态变量。在用直接法求解矢量磁位灵敏度方程的基础上 ,给出适合形状优化的磁通密度灵敏度分析的两种方法———半解析法... 研究基于灵敏度的电磁结构形状优化设计方法。针对以往用磁位作为状态变量不方便的情况 ,文中直接采用磁通密度为状态变量。在用直接法求解矢量磁位灵敏度方程的基础上 ,给出适合形状优化的磁通密度灵敏度分析的两种方法———半解析法和局部差分法。前者在磁通密度灵敏度计算中对形函数导数采用了差分近似 ,后者用一阶近似方法得到设计变量扰动后的矢量磁位和磁通密度 ,然后用差分法计算磁通密度灵敏度。两种方法简单且计算效率高 ,精度能够满足要求。优化问题求解采用序列线性规划算法。应用本文方法对电磁铁和同步电机磁极进行形状优化 ,取得了满意的结果。 展开更多
关键词 电磁场 有限元 灵敏度分析 优化设计 电磁结构 形状优化 电磁装置
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