多学科优化算法及其在水下航行器中的应用
| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 1 绪论 | 第11-29页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第11-12页 |
| 1.2 多学科优化算法的研究现状 | 第12-20页 |
| 1.2.1 集中式优化算法 | 第13-15页 |
| 1.2.2 分布式优化算法 | 第15-19页 |
| 1.2.3 存在的若干问题 | 第19-20页 |
| 1.3 多学科优化算法在UUV中的应用进展 | 第20-25页 |
| 1.3.1 国外应用进展 | 第20-22页 |
| 1.3.2 国内应用进展 | 第22-25页 |
| 1.4 主要研究内容与结构安排 | 第25-29页 |
| 2 多学科优化算法性能比较 | 第29-45页 |
| 2.1 引言 | 第29页 |
| 2.2 多学科设计优化基本概念 | 第29-32页 |
| 2.3 变维度多学科优化问题建模 | 第32-36页 |
| 2.3.1 维度控制参数 | 第32页 |
| 2.3.2 变维度多学科优化问题模型 | 第32-36页 |
| 2.4 多学科优化算法性能测试 | 第36-44页 |
| 2.4.1 多学科优化算法实现 | 第36-40页 |
| 2.4.2 测试结果及分析比较 | 第40-44页 |
| 2.5 本章小结 | 第44-45页 |
| 3 基于梯度高效求解的MDF算法 | 第45-65页 |
| 3.1 引言 | 第45页 |
| 3.2 梯度求解方法 | 第45-48页 |
| 3.2.1 有限差分方法 | 第45-46页 |
| 3.2.2 复变量方法 | 第46-47页 |
| 3.2.3 自动微分方法 | 第47-48页 |
| 3.3 基于梯度高效求解的MDF算法推导 | 第48-60页 |
| 3.3.1 MDF算法中优化器的选择 | 第48-51页 |
| 3.3.2 基于有限差分的MDF算法 | 第51-52页 |
| 3.3.3 基于解析理论的MDF算法 | 第52-56页 |
| 3.3.4 基于学科合并的MDF算法 | 第56-60页 |
| 3.4 算例测试及分析 | 第60-62页 |
| 3.5 本章小结 | 第62-65页 |
| 4 基于KKT条件的分布式多学科优化算法 | 第65-87页 |
| 4.1 引言 | 第65-66页 |
| 4.2 不等式约束问题极值条件 | 第66-67页 |
| 4.3 基于KKT条件的多学科优化算法推导 | 第67-77页 |
| 4.3.1 代理变量的引入 | 第67-70页 |
| 4.3.2 变量数目的缩减 | 第70-71页 |
| 4.3.3 KKT条件的推导 | 第71-73页 |
| 4.3.4 KKT条件的分解 | 第73-77页 |
| 4.4 算法收敛性证明 | 第77-78页 |
| 4.5 算例测试及分析 | 第78-84页 |
| 4.5.1 测试算例1 | 第78-82页 |
| 4.5.2 测试算例2 | 第82-84页 |
| 4.6 本章小结 | 第84-87页 |
| 5 基于罚函数法的分布式多学科优化算法 | 第87-107页 |
| 5.1 引言 | 第87页 |
| 5.2 罚函数法 | 第87-89页 |
| 5.3 基于罚函数法的多学科优化算法推导 | 第89-99页 |
| 5.3.1 全局约束及目标的消除 | 第90-92页 |
| 5.3.2 学科间耦合信息的解耦 | 第92-94页 |
| 5.3.3 多学科优化问题的分解 | 第94-97页 |
| 5.3.4 系统级梯度信息的求解 | 第97-99页 |
| 5.4 算法收敛性证明 | 第99-101页 |
| 5.5 算例测试及分析 | 第101-105页 |
| 5.5.1 测试算例1 | 第101-104页 |
| 5.5.2 测试算例2 | 第104-105页 |
| 5.6 本章小结 | 第105-107页 |
| 6 多学科优化算法在UUV设计中的应用 | 第107-135页 |
| 6.1 引言 | 第107页 |
| 6.2 EUUV学科划分及建模 | 第107-120页 |
| 6.2.1 外形和水动力学科 | 第108-112页 |
| 6.2.2 能源学科 | 第112-114页 |
| 6.2.3 质量布局学科 | 第114-117页 |
| 6.2.4 操纵性学科 | 第117-120页 |
| 6.3 EUUV多学科优化模型 | 第120-123页 |
| 6.3.1 优化目标 | 第120页 |
| 6.3.2 设计变量 | 第120-121页 |
| 6.3.3 约束条件 | 第121-122页 |
| 6.3.4 学科耦合 | 第122-123页 |
| 6.4 EUUV多学科优化求解 | 第123-125页 |
| 6.5 EUUV多学科并行计算 | 第125-130页 |
| 6.5.1 高性能计算架构 | 第125-126页 |
| 6.5.2 并行计算基础 | 第126-128页 |
| 6.5.3 EUUV多学科并行优化 | 第128-130页 |
| 6.6 多学科优化计算及分析 | 第130-133页 |
| 6.6.1 梯度求解验证 | 第130-131页 |
| 6.6.2 优化结果分析 | 第131-133页 |
| 6.7 本章小结 | 第133-135页 |
| 7 全文总结与展望 | 第135-139页 |
| 7.1 工作总结 | 第135-136页 |
| 7.2 研究展望 | 第136-139页 |
| 参考文献 | 第139-157页 |
| 致谢 | 第157-159页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 | 第159-161页 |
