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基于响应面方法的AUV水动力外形优化

兵器装备工程学报 2022年第12期43卷 43-50页

作者：何隆张亚李世中王芙蓉袁泽慧常慧珠中北大学机电工程学院太原030051

为增强水下滑翔机运动灵活性,提升多工况任务切换能力,提出了基于四螺旋桨驱动与重浮心调整相结合的混合驱动水下航行器的结构方案。对初始外形的水动力进行数值模拟,得出了阻力系数及升阻比随攻角和速度变化的趋势,并基于响应面方法(R... 详细信息

为增强水下滑翔机运动灵活性,提升多工况任务切换能力,提出了基于四螺旋桨驱动与重浮心调整相结合的混合驱动水下航行器的结构方案。对初始外形的水动力进行数值模拟,得出了阻力系数及升阻比随攻角和速度变化的趋势,并基于响应面方法(RSM)和多目标遗传算法(MOGA)对外形几何参数展开了以提高升阻比和减小质量为目标的优化设计,构建二阶响应面模型分析了目标变量随结构几何参数的变化趋势,通过MOGA算法搜索了全局最优解。优化后的升阻比由0.678提高到0.788,壳体质量由26.3 kg降低到24.25 kg,增强了外形水动力性能。该研究方法适用于自主水下航行器(AUV)外形结构的优化,研究结果可为AUV水动力性能的提升提供参考,具有工程指导意义。

关键词： AUV 响应面方法多目标优化水动力性能遗传算法

基于响应面方法的喷水推进器进水流道多目标优化

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兵工学报 2020年第10期41卷 2071-2080页

作者：张富毅吴钦赵晓阳刘影王国玉北京理工大学机械与车辆学院北京100081

为提高喷水推进器进水流道的流动性能,在给定进水流道出口直径D、流道高度H和流道总长度L等条件下,针对目标变量流道效率η、出口速度加权平均角θ和出口速度不均匀系数ξ,基于响应面方法对倾斜角α和过渡段半径RT进行优化设计。采用中... 详细信息

为提高喷水推进器进水流道的流动性能,在给定进水流道出口直径D、流道高度H和流道总长度L等条件下,针对目标变量流道效率η、出口速度加权平均角θ和出口速度不均匀系数ξ,基于响应面方法对倾斜角α和过渡段半径RT进行优化设计。采用中心复合设计法和拉丁超立方法生成35组样本点,建立目标变量随设计变量变化的响应面模型,进行局部敏感性和全局敏感性分析,发现倾斜角α对不同目标变量的影响程度均高于过渡段半径RT.采用多目标遗传算法对η、θ和ξ进行优化分析,得到满足条件的Pareto解。研究结果表明:优化之后,η从91.2%提高至94.1%,θ从82.5°提高至87.1°,ξ从0.152降低至0.068.

关键词：喷水推进器进水流道优化设计响应面方法多目标遗传算法

响应面方法优化Fenton试剂处理甲萘酚废水

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环境工程学报 2015年第4期9卷 1797-1802页

作者：王利平李祥梅沈肖龙杜尔登常州大学环境与安全工程学院常州213164

利用响应面方法(RSM)对Fenton试剂处理甲萘酚废水工艺过程进行优化,考察了Fe2+浓度、H2O2浓度和初始p H 3种工艺条件对甲萘酚废水处理效果的影响,并提出Fenton试剂降解甲萘酚废水的数学模型及优化后的工艺参数。Fenton试剂降解甲萘酚废... 详细信息

利用响应面方法(RSM)对Fenton试剂处理甲萘酚废水工艺过程进行优化,考察了Fe2+浓度、H2O2浓度和初始p H 3种工艺条件对甲萘酚废水处理效果的影响,并提出Fenton试剂降解甲萘酚废水的数学模型及优化后的工艺参数。Fenton试剂降解甲萘酚废水的数学模型可以较好地模拟真实的曲面,方程的F值为24.90,相关系数(R2)为0.9573,调整相关系数(R2adj)为0.9188。通过优化得到最佳的工艺参数Fe2+浓度为0.89 g/L,H2O2浓度为0.79 g/L,p H为4.00。在此条件下,COD去除率的预测值为91.15%,与实测值90.78%接近。说明建立的模型能真实地反映各主要因素的影响,模型与实际情况吻合。

关键词：甲萘酚废水 Fenton试剂响应面方法工艺优化

一种基于跳出局部最优机制的自适应响应面方法

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重庆师范大学学报（自然科学版） 2023年第2期40卷 18-27页

作者：申富伟白富生重庆师范大学数学科学学院重庆401221 重庆国家应用数学中心重庆401331

[目的]针对昂贵黑箱函数优化问题提出一种能够更好平衡局部搜索和全局搜索的响应面方法。[方法]对径向基函数响应面约束优化算法进行了改进,首先增加了判断陷入局部最优的机制,然后引入填充函数方法辅助选择新采样点,进而利用新采样点... 详细信息

[目的]针对昂贵黑箱函数优化问题提出一种能够更好平衡局部搜索和全局搜索的响应面方法。[方法]对径向基函数响应面约束优化算法进行了改进,首先增加了判断陷入局部最优的机制,然后引入填充函数方法辅助选择新采样点,进而利用新采样点跳出局部最优。[结果]在37个公开的全局优化算法测试问题上的数值实验表明,本文提出的基于填充函数跳出局部最优机制的自适应响应面算法能够收敛到更好的近似全局最优解。[结论]基于填充函数方法的局部最优解跳出机制能够提升算法的全局搜索能力。

关键词：填充函数昂贵黑箱函数响应面方法径向基函数

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响应面方法在可靠性灵敏度计算中的应用

东北大学学报（自然科学版） 2009年第2期30卷 270-273页

作者：史妍妍孙志礼闫明东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004 沈阳工业大学机械工程学院辽宁沈阳110178

简要叙述了应用响应面方法获取极限状态函数(该极限状态函数具有二次多项式响应面函数的特点)的过程.提出了利用这种极限状态函数进行可靠性灵敏度分析的方法,举例证明该方法可用于极限状态函数未知的情况,并推导了相关计算公式.用响应... 详细信息

简要叙述了应用响应面方法获取极限状态函数(该极限状态函数具有二次多项式响应面函数的特点)的过程.提出了利用这种极限状态函数进行可靠性灵敏度分析的方法,举例证明该方法可用于极限状态函数未知的情况,并推导了相关计算公式.用响应面方法获取的极限状态函数天然地包括一、二次项和交叉项的信息,不仅使可靠性灵敏度的计算简单易行,而且使计算精度大大提高.最后以热疲劳裂纹为例,计算了其不发生失稳扩展的可靠度及各个随机变量的可靠性灵敏度.

关键词：灵敏度分析响应面方法 Pox—Behnken取样蒙特卡罗法热疲劳裂纹

一种带有隐藏约束昂贵黑箱优化问题的改进响应面方法

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重庆师范大学学报（自然科学版） 2022年第4期39卷 21-31页

作者：黄可晴白富生申富伟重庆师范大学数学科学学院重庆国家应用数学中心重庆401331 长沙县职业中专学校长沙410100

【目的】提出一种求解带有隐藏约束的昂贵黑箱优化问题的新响应面方法。【方法】对SHEBO算法进行了改进,取消了MADS强化搜索这一步骤,节约了昂贵黑箱目标函数的估值次数,并改善了响应面模型的更新策略,从而提高了算法效率。【结果】得... 详细信息

【目的】提出一种求解带有隐藏约束的昂贵黑箱优化问题的新响应面方法。【方法】对SHEBO算法进行了改进,取消了MADS强化搜索这一步骤,节约了昂贵黑箱目标函数的估值次数,并改善了响应面模型的更新策略,从而提高了算法效率。【结果】得到了新的带有隐藏约束昂贵黑箱优化问题的响应面方法。【结论】通过50个标准的测试问题对新算法的数值表现进行了评估,结果表明新算法优于原有的SHEBO方法。

关键词：隐藏约束昂贵黑箱函数响应面方法径向基函数

修正的响应面方法优化螺栓法兰连接结构几何参数

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国防科技大学学报 2019年第5期41卷 38-42页

作者：蒋国庆陈万华王元兴中国空气动力研究与发展中心

采用响应面法对螺栓法兰连接进行优化设计时,考虑到经典响应面模型的局限性,在获得结构优化参数与响应指标内在联系的基础上,提出了修正响应面模型;设计了数值试验并对比了数值试验值与前述两种响应面模型预测值,结果表明修正响应面模... 详细信息

采用响应面法对螺栓法兰连接进行优化设计时,考虑到经典响应面模型的局限性,在获得结构优化参数与响应指标内在联系的基础上,提出了修正响应面模型;设计了数值试验并对比了数值试验值与前述两种响应面模型预测值,结果表明修正响应面模型的预测值不仅误差相对比较均匀,且最大误差绝对值要明显小于经典响应面模型的相应值。采用遗传算法对修正响应面模型进行了以法兰质量最轻为优化目标的参数优化,取得了比较理想的优化结果。

关键词：响应面方法螺栓法兰连接结构遗传算法

从低品位铜矿石中生物浸出铜的基于响应面方法的经验模型(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2015年第12期25卷 4126-4143页

作者： M.YAGHOBI MOGHADDAM S.Z.SHAFAEI M.NOAPARAST F.DOULATI ARDEJANI H.ABDOLLAHI M.RANJBAR M.SCHAFFIE Z.MANAFI School of Mining College of Engineering University of Tehran Department of Mining Engineering Shahid Bahonar University of Kerman Department of Chemical Engineering Shahid Bahonar University of Kerman Hydrometallurgy Research Unit R&D Center Sarcheshmeh Copper Mine Complex

使用响应面方法对在摇动的生物反应器里浸出铜进行模拟和优化。采用中温细菌生物浸出低品位铜矿石,研究浸矿过程参数的影响,包括p H值、矿浆浓度、亚铁离子起始浓度。检测了浸出1、4、9、14和24天后的铜浸出率,对浸出时间对浸出率的影... 详细信息

使用响应面方法对在摇动的生物反应器里浸出铜进行模拟和优化。采用中温细菌生物浸出低品位铜矿石,研究浸矿过程参数的影响,包括p H值、矿浆浓度、亚铁离子起始浓度。检测了浸出1、4、9、14和24天后的铜浸出率,对浸出时间对浸出率的影响进行建模。采用中心组合设计法(CCD)建立模型,以预测最佳参数值。采用二次方程建模对实验范围内浸出22天的参数进行优化,以达到最大铜浸出率。在最佳条件下(初始p H值2.0,矿浆浓度1.59%,亚铁离子浓度为0)模型预测的铜浸出率为85.98%,这非常接近实验结果(84.57%)。对p H值和矿浆浓度之间以及p H值和亚铁离子浓度之间的相互作用的影响进行研究。结果显示,亚铁离子起始浓度和矿浆浓度之间没有明显的相互作用,而且发现在最佳p H值和矿浆浓度下,铜的浸出率与亚铁离子起始浓度值没有关系。

关键词：建模优化细菌浸出响应面方法铜浸出铜矿

求解昂贵黑箱全局优化问题的自适应采样组合响应面方法

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运筹学学报 2021年第2期25卷 1-14页

作者：白富生冯丹张柯重庆师范大学数学科学学院重庆401331

针对昂贵黑箱全局优化问题,提出了可以在迭代中进行自适应采样的组合响应面方法。在响应面方法的框架下,采用三次径向基函数和薄板样条径向基函数的凸组合作为响应面。在算法的初始迭代阶段,将响应面模型和距离指示函数的幂的乘积构成... 详细信息

针对昂贵黑箱全局优化问题,提出了可以在迭代中进行自适应采样的组合响应面方法。在响应面方法的框架下,采用三次径向基函数和薄板样条径向基函数的凸组合作为响应面。在算法的初始迭代阶段,将响应面模型和距离指示函数的幂的乘积构成的辅助函数的全局最优点作为新采样点。在接下来的迭代中,如果连续两次迭代中响应面模型的全局最优点之间的距离小于预先给定的阈值,则将当前响应面的全局最优点作为下一个采样点,否则将采用初始迭代阶段的采样策略得到新采样点。分别在7个标准测试问题上和22个标准测试问题上进行了数值实验,计算结果说明了所提算法的有效性。

关键词：黑箱函数全局优化响应面方法径向基函数