本文關(guān)鍵詞：代理模型預測研究及其在葉輪機械中的應(yīng)用

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【摘要】：針對在工程設(shè)計中完全采用隨機類優(yōu)化方法計算量大,耗時等問題,本文研究基于統(tǒng)計學原理發(fā)展的計算量小、在一定程度上可以保證擬合精度的代理模型預測方法。在葉輪機械葉片設(shè)計過程中,采用代理模型取代耗時的高精度的計算流體動力學分析,可以加速設(shè)計過程,降低設(shè)計成本。盡管目前有通用化商業(yè)軟件(ISIGHT等)提供代理模型功能,但對于特定設(shè)計問題(比如葉輪機械)仍需要研究開放的、可定制的、模塊化的高效代理技術(shù),以支持進一步的總體優(yōu)化設(shè)計。本文主要研究了3種代理模型技術(shù),主要工作可以總結(jié)為以下三個方面： (1)首先研究Kriging、RBF-NN和SVMR三種代理模型的建模機理、最優(yōu)拉丁超立方取樣實驗設(shè)計策略和模型評判準則。在模型評判準則過程中,因輸出量綱的不同導致預測結(jié)果均方根誤差(RMSE)會差別很大,進而無法對不同測試問題的模型預測能力進行評判,為此提出相對均方根誤差準則指標(RRMSE),并將其應(yīng)用于本文的各種代理模型的比較分析中。 (2)將不同的測試問題根據(jù)非線性程度和設(shè)計變量維數(shù)分為高階高維、高階低維、低階高維、低階低維四種類型,將初始樣本根據(jù)規(guī)模不同分為稀疏規(guī)模、小規(guī)模、大規(guī)模樣本,然后針對不同的分類對12組測試函數(shù)建立108組代理預測模型,進行預測和結(jié)果比較分析,發(fā)現(xiàn)對于不同類型的預測問題代理模型的預測能力表現(xiàn)各異,而對于高階高維、高階低維的小規(guī)模樣本的預測問題RBF-NN模型的預測精度和模型魯棒性比SVMR和Kriging模型都好。 (3)基于上述研究成果,以混流泵導葉的葉片設(shè)計為應(yīng)用實例,在其他設(shè)計參數(shù)及工作環(huán)境不變的情況下,采用以上研究的Kriging、RBF-NN和SVMR三種代理模型技術(shù),以混流泵的水力效率和揚程作為預測目標,建立代理模型,進行預測,為混流泵導葉的葉片設(shè)計提供技術(shù)支持。最后采用測試樣本以檢驗?zāi)Ｐ偷念A測精度和魯棒性,對預測結(jié)果進行比較分析,結(jié)果表明對于本文研究的葉輪機械葉片設(shè)計問題,采用RBF-NN代理模型能夠獲得較好的預測結(jié)果。 本文理論上,期望給出一種適合復雜葉片設(shè)計問題的代理計算模型,進而通過所建立的代理計算模型預測設(shè)計目標隨設(shè)計變量的變化趨勢；在應(yīng)用上,期望能夠為復雜的葉輪機械的葉片設(shè)計提供關(guān)鍵的技術(shù)支持。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH313;TP18

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬偉標;王紅巖;王良曦;孔令杰;;基于徑向基函數(shù)響應(yīng)面的履帶車輛懸掛系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法[J];兵工學報;2011年09期

2 秦玉靈;孔憲仁;羅文波;;基于徑向基函數(shù)響應(yīng)面的機翼有限元模型修正[J];北京航空航天大學學報;2011年11期

3 茍鵬;劉蔚;崔維成;;船舶結(jié)構(gòu)多學科設(shè)計優(yōu)化近似方法的比較(英文)[J];船舶力學;2007年06期

4 孔憲仁;秦玉靈;羅文波;;基于改進高斯徑向基函數(shù)響應(yīng)面方法的蜂窩板模型修正[J];復合材料學報;2011年05期

5 王曉鋒,席光,王尚錦;Kriging與響應(yīng)面方法在氣動優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用[J];工程熱物理學報;2005年03期

6 竇毅芳;劉飛;張為華;;響應(yīng)面建模方法的比較分析[J];工程設(shè)計學報;2007年05期

7 申長雨,王利霞,張勤星;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與混合遺傳算法結(jié)合的注塑成型工藝優(yōu)化[J];高分子材料科學與工程;2005年05期

8 韓永志;高行山;李立州;岳珠峰;;基于Kriging模型的渦輪葉片多學科設(shè)計優(yōu)化[J];航空動力學報;2007年07期

9 楊劍秋;王延榮;;空心風扇葉片結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法及程序?qū)崿F(xiàn)[J];航空動力學報;2012年01期

10 穆雪峰,姚衛(wèi)星,余雄慶,劉克龍,薛飛;多學科設(shè)計優(yōu)化中常用代理模型的研究[J];計算力學學報;2005年05期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 徐國平;基于支持向量機的動調(diào)陀螺儀壽命預測方法研究[D];上海交通大學;2008年

2 高月華;基于kriging代理模型的優(yōu)化設(shè)計方法及其在注塑成型中的應(yīng)用[D];大連理工大學;2009年

3 安治國;徑向基函數(shù)模型在板料成形工藝多目標優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用[D];重慶大學;2009年

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本文編號：1290406