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数据驱动的曲面构件形状-拓扑协同优化方法

航空学报 2024年第2期45卷 275-286页

作者：高天贺田阔黄蕾张澍李增聪大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室工程力学系大连116024

针对紧凑设计空间下曲面构件极致轻量化需求,提出一种数据驱动的曲面构件形状-拓扑协同优化方法,主要包括离线、在线和更新3个阶段。离线阶段中,首先通过拉丁超立方采样方法在设计空间内采样,并利用网格变形技术进行参数化建模,获得样... 详细信息

针对紧凑设计空间下曲面构件极致轻量化需求,提出一种数据驱动的曲面构件形状-拓扑协同优化方法,主要包括离线、在线和更新3个阶段。离线阶段中,首先通过拉丁超立方采样方法在设计空间内采样,并利用网格变形技术进行参数化建模,获得样本点对应的网格模型。然后对上述网格模型分别进行拓扑优化,获得优化后的应变能。基于上述步骤获得的样本数据,训练径向基函数代理模型,其中形状设计变量为输入,拓扑优化获得的应变能为输出。在线阶段中,将基于离线阶段获得的代理模型开展优化设计,采用协方差矩阵自适应进化策略来提高优化效率。更新阶段中,计算代理模型优化结果的真实响应,并将其加入样本数据集进行代理模型更新。最后,通过简支梁和航天器舱门算例开展算法验证。结果表明相比针对固定形状获得的拓扑优化结果,提出方法优化获得的应变能结果分别降低了20.08%和37.93%,表明提出方法具有更优的设计能力。

关键词：形状-拓扑协同优化网格变形数据驱动曲面构件径向基函数

面向变刚度复合材料筒壳高效屈曲分析的变保真度迁移学习模型

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复合材料学报 2022年第5期39卷 2430-2440页

作者：李增聪田阔黄蕾王博大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024 大连理工大学辽宁省工业装备数字孪生重点实验室大连116024 大连理工大学人工智能大连研究院大连116024

相较于传统直线铺层设计的复合材料筒壳结构,变刚度复合材料筒壳结构通过曲线纤维路径铺层,可以极大地增加复合材料的设计空间,进而获得更优的抗屈曲能力。为了准确描述曲线纤维路径,需要针对变刚度复合材料筒壳建立精细有限元模型,因... 详细信息

相较于传统直线铺层设计的复合材料筒壳结构,变刚度复合材料筒壳结构通过曲线纤维路径铺层,可以极大地增加复合材料的设计空间,进而获得更优的抗屈曲能力。为了准确描述曲线纤维路径,需要针对变刚度复合材料筒壳建立精细有限元模型,因此对屈曲分析和优化效率带来了较大的挑战。本论文以变刚度复合材料筒壳结构的线性屈曲及后屈曲承载力快速预测为目标,提出了一种变保真度迁移学习模型的构建方法。首先,针对变刚度复合材料筒壳结构建立合适的高保真度、低保真度模型;然后,基于大量低保真度样本数据作为源域样本集建立并训练深度神经网络,得到预训练模型;最后,以少量高保真度样本数据作为目标域样本集对最后一层神经网络参数进行微调,训练得到变保真度迁移学习模型。变刚度复合材料筒壳线性屈曲和后屈曲算例结果表明,在达到相同的预测精度水平时,变保真度迁移学习模型比直接采用高保真度样本数据构建的代理模型分别节约了47.7%和62.3%的计算成本,验证了提出方法的高效率优势。同时,与基于桥函数构建的变保真度代理模型和Co-Kriging进行比较,所提出方法在不同高保真度、低保真度样本数据组合下均具有更优精度,验证了提出方法的高精度优势。

关键词：变刚度复合材料筒壳屈曲分析迁移学习变保真度代理模型深度神经网络

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面向多级加筋壳的高效变保真度代理模型

航空学报 2020年第7期41卷 37-47页

作者：李增聪田阔赵海心大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室工程力学系大连116024 大连理工大学机械工程学院大连116024

多级加筋壳结构作为一种新颖的航空航天薄壁结构,具有轻质、高承载的优势。由于其加筋结构复杂,导致基于高保真度模型的多级加筋壳后屈曲分析耗时较长,提高其后屈曲分析及优化效率对于多级加筋壳快速设计具有重要的意义。变保真度模型... 详细信息

多级加筋壳结构作为一种新颖的航空航天薄壁结构,具有轻质、高承载的优势。由于其加筋结构复杂,导致基于高保真度模型的多级加筋壳后屈曲分析耗时较长,提高其后屈曲分析及优化效率对于多级加筋壳快速设计具有重要的意义。变保真度模型在复杂工程问题的设计与优化过程中得到了广泛的应用,其通过桥函数连接高保真度模型和低保真度模型,具有预测精度高和计算成本低的优点。首先建立了多级加筋壳结构的高保真度模型和低保真度模型,并基于高斯过程回归构建了多级加筋壳结构的变保真度模型,然后基于变保真度模型的最大均方根误差方法开展自适应加点。结果表明,在达到同样的较高预测精度水平时,基于提出方法构建的变保真度模型比直接采用高保真度模型构建的代理模型节约了60%的计算成本,表现出优异的效率优势。同时,还探讨了不同类型低保真度模型对于多级加筋壳结构变保真度模型预测精度的影响。分析结果表明,对于多级加筋壳承载力评估这类典型的后屈曲问题,建立可捕捉后屈曲特性的低保真度模型能有效提升变保真度模型的精度。

关键词：变保真度模型多级加筋壳屈曲分析自适应加点方法渐近均匀化法

基于刚度等效和动力降阶的加筋壳高效优化设计方法

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基于刚度等效和动力降阶的加筋壳高效优化设计方法

中国力学大会-2021+1

作者：可钊田阔李增聪王博大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室

网格加筋壳广泛应用于新一代重型运载火箭贮箱等承力结构,其在结构轻量化设计过程中需要协同考虑抗屈曲承载及减振需求。针对这一需求,本文建立了一种基于刚度等效和动力降阶的高效优化设计方法。首先,从加筋壳整体结构中划分周期性加...

网格加筋壳广泛应用于新一代重型运载火箭贮箱等承力结构,其在结构轻量化设计过程中需要协同考虑抗屈曲承载及减振需求。针对这一需求,本文建立了一种基于刚度等效和动力降阶的高效优化设计方法。首先,从加筋壳整体结构中划分周期性加筋单胞结构,并建立有限元模型。其次,基于渐近均匀化方法计算获得加筋单胞结构的等效刚度系数,代入瑞利-里兹公式计算加筋壳的屈曲载荷值。然后,将等效刚度系数和等效密度参数赋予抹平后的光筒壳结构建立等效模型,再通过里兹向量和本征正交分解技术构建全局减缩基,在离线步骤构建面向设计空间的高保真动力降阶模型,实现在线步骤对谐响应分析的快速预测、得到特定工作频段能量值。最后,构建加筋壳轻量化优化列式,以加筋壳的蒙皮和筋条参数为设计变量,以屈曲载荷和特定工作频段能量值为约束,以质量最小化为目标,并采用模糊聚类技术实现设计空间的自适应缩减。算例结果表明,提出的高效分析方法对于屈曲载荷和谐响应分析均具有较高精度,相比于基于全阶模型分析耗时分别减少了99%和93.9%;提出的优化方法相比于Efficient global optimization (EGO)优化方法,在相近的寻优结果前提下,节省了62.0%计算耗时,结构减重达到13.9%。

关键词：

来源： cnki会议评论

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高性能地聚物混凝土早期收缩特性

复合材料学报 2024年第2期41卷 952-964页

作者：万聪聪姜天华武汉科技大学城市建设学院武汉430065 武汉科技大学高性能工程结构研究院武汉430065 城市更新湖北省工程研究中心武汉430065

为研究高性能地聚物混凝土的早期收缩性能,进行系列试验研究与分析。研究表明:在试验掺量变量范围内,硅灰掺量及水玻璃模数对高性能地聚物混凝土早期干燥收缩影响一致,均先减小后增大;硅灰掺量及钢纤维掺量对高性能地聚物混凝土早期自... 详细信息

为研究高性能地聚物混凝土的早期收缩性能,进行系列试验研究与分析。研究表明:在试验掺量变量范围内,硅灰掺量及水玻璃模数对高性能地聚物混凝土早期干燥收缩影响一致,均先减小后增大;硅灰掺量及钢纤维掺量对高性能地聚物混凝土早期自收缩影响一致,均先增大后减小,之后再增大。在水玻璃模数范围内,水玻璃模数对高性能地聚物混凝土早期自收缩均为负面影响,增大水玻璃模数,高性能地聚物混凝土早期自收缩均依次增大。在试验钢纤维掺量范围内,钢纤维掺量对高性能地聚物混凝土早期干燥收缩均为正面影响,增加钢纤维掺量,高性能地聚物混凝土早期干燥收缩均依次降低。高性能地聚物混凝土试件早期干燥收缩均在1411×10^(-6)~4387×10^(-6)之间,早期自收缩均在856×10^(-6)~1188×10^(-6)之间。随龄期增长,高性能地聚物混凝土干燥收缩初期增长较快,自收缩先略微减小后快速增长,之后均逐渐趋于平缓,并可将早期收缩曲线分为3个阶段(快速增长段、缓慢增长段和稳定段)。基于早期干燥收缩实测值,验证了GL2000模型对高性能地聚物混凝土早期干燥收缩曲线的适用性。

关键词：高性能地聚物混凝土硅灰水玻璃模数钢纤维干燥收缩自收缩

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面向集中力扩散的回转曲面加筋拓扑优化方法

航空学报 2021年第9期42卷 378-390页

作者：李增聪陈燕李红庆田阔王刚高峰王博大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室工程力学系大连116024 中国空间技术研究院总体设计部北京100094

为了提高航天器回转曲面加筋型连接结构的集中力扩散效率,需要开展回转曲面加筋集中力扩散结构设计。传统放射肋设计方法普遍依赖设计经验、难以满足集中力高效扩散需求。因此,提出一种面向集中力扩散的回转曲面加筋拓扑优化方法。第1步... 详细信息

为了提高航天器回转曲面加筋型连接结构的集中力扩散效率,需要开展回转曲面加筋集中力扩散结构设计。传统放射肋设计方法普遍依赖设计经验、难以满足集中力高效扩散需求。因此,提出一种面向集中力扩散的回转曲面加筋拓扑优化方法。第1步,建立了一种基于各向异性过滤技术的集中力扩散拓扑优化方法,保证拓扑优化结果满足回转曲面加筋制造工艺要求;第2步,提出了一种基于网格变形技术的拓扑优化结果智能重构方法,可高效准确地对回转曲面加筋拓扑优化结果进行模型自动重构。基于所提出方法,以卫星平台对接环这种典型的回转曲面加筋壳为对象开展算例研究,并将优化结果与传统放射肋设计结果进行对比。结果表明,所提出的优化方法可得到加筋构型清晰、满足回转曲面加筋制造工艺要求的优化结果,且具有集中力扩散效率高、网格质量依赖性低、拓扑特征重构高效等优点。

关键词：集中力扩散回转曲面加筋壳拓扑优化各向异性过滤模型智能重构

他克莫司血药浓度不达标风险预测模型的建立及验证

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中国药学杂志 2024年第10期59卷 945-950页

作者：李增尹钊杜书章郑州大学第一附属医院药学部郑州450052

目的分析肾移植患者他克莫司(FK506)血药浓度不达标的影响因素,并构建风险预测列线图模型。方法选取2020年6月至2023年6月医院收治的肾移植术后服用FK506治疗并监测30 d内血药浓度的200例患者为研究对象,根据监测结果将其分为达标组(5~1... 详细信息

目的分析肾移植患者他克莫司(FK506)血药浓度不达标的影响因素,并构建风险预测列线图模型。方法选取2020年6月至2023年6月医院收治的肾移植术后服用FK506治疗并监测30 d内血药浓度的200例患者为研究对象,根据监测结果将其分为达标组(5~15μg·L^(-1))126例和未达标组(15μg·L^(-1))74例,收集两组患者的临床资料,采用单因素和多因素Logistic回归分析筛选FK506血药浓度不达标的独立危险因素,据此构建FK506血药浓度不达标的风险列线图预测模型并进行拟合优度检验。结果术后30 d内200例患者的1200次FK506浓度监测中,达到目标浓度5~15μg·L^(-1)的次数为756次,达标率为63.0%。其中达到目标浓度的患者共126例(达标组),未达到目标浓度的患者共74例(未达标组)。未达标组年龄>60岁、男性、静脉注射、空腹血糖>7 mmol·L^(-1)、总胆红素>20μmol·L^(-1)、白细胞计数≤4×10^(9)·L^(-1)、血肌酐>133μmol·L^(-1)的患者比例均高于达标组,差异有统计学意义(P60岁、男性、空腹血糖>7 mmol·L^(-1)、总胆红素>20μmol·L^(-1)、血肌酐>133μmol·L^(-1)为肾移植患者FK506血药浓度不达标的独立危险因素(均P60岁、男性、空腹血糖>7 mmol·L^(-1)、总胆红素>20μmol·L^(-1)、血肌酐>133μmol·L^(-1)是肾移植患者FK506血药浓度不达标的危险因素,据此构建的列线图模型能有效预测肾移植患者FK506血药浓度不达标风险程度。

关键词：他克莫司血药浓度危险因素风险预测模型

基于相场方法和自适应正交网格的核态沸腾数值模拟

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工程热物理学报 2024年第7期45卷 2047-2053页

作者：夏琰宸汪楷李增耀西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室西安710049

针对饱和核态池沸腾传热的数值模拟,本文发展了一种基于守恒型Allen-Cahn方程和自适应正交网格的相场格子Boltzmann模型,通过相变源项的引入处理气液相变问题,自适应正交网格可保证相界面的捕捉精度且提高计算效率。首先通过模拟一维气... 详细信息

针对饱和核态池沸腾传热的数值模拟,本文发展了一种基于守恒型Allen-Cahn方程和自适应正交网格的相场格子Boltzmann模型,通过相变源项的引入处理气液相变问题,自适应正交网格可保证相界面的捕捉精度且提高计算效率。首先通过模拟一维气液两相Stefan问题验证了该模型的可靠性,接着模拟了单气泡核态沸腾,并与经验关联式的结果做了对比,最后探究了加热面润湿性对饱和核态池沸腾传热的影响。

关键词：相场方法自适应正交网格核态沸腾格子Boltzmann方法

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构建推动新质生产力加快发展的制度框架

山东师范大学学报（社会科学版） 2024年第2期69卷 79-91页

作者：李增刚山东大学经济研究院山东济南250100

从人类社会生产力发展的历史来看,新质生产力本质上是先进生产力的一种质态。如果说新兴生产力的发展是对人类体力劳动的替代和解放的话,那么新质生产力则是在一定程度上对人类脑力劳动的替代和解放,因此将极大地提高社会生产力发展的... 详细信息

从人类社会生产力发展的历史来看,新质生产力本质上是先进生产力的一种质态。如果说新兴生产力的发展是对人类体力劳动的替代和解放的话,那么新质生产力则是在一定程度上对人类脑力劳动的替代和解放,因此将极大地提高社会生产力发展的水平。新质生产力的发展是一个过程,需要原创性、颠覆性科技创新与新质产业发展协同并进、共同发力。为推动新质生产力加快发展,需要建立和完善“顶层设计—战略规划—政策支持—制度保障”的多层次制度框架。在顶层设计层面,以新型举国体制推动原创性、颠覆性科技创新;在战略规划层面,从国家战略高度谋划布局,在国际竞争中抢占先机;在政策支持层面,金融支持、财政补贴和税收优惠等相互配合、协同发力;在制度保障层面,推动教育、科技、人才等领域的体制机制改革与分配体制和社会保障制度的完善。

关键词：新质生产力科技创新新质产业制度框架