申请/专利权人：江西理工大学

申请日：2022-01-19

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN114386342B

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;G06F30/25;G06F111/04;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2022.05.10#实质审查的生效;2022.04.22#公开

摘要：本发明公开了一种水下集矿机结构优化设计方法，该方法包括以下步骤：一、构建水下集矿机的三维参数化模型；二、将参数化模型文件导入到ICEM软件进行网格划分，再将生成的网格文件导入到CFD软件中；三、在CFD软件中对水下集矿机进行流场模拟，计算水下集矿机阻力；四、确定结构优化设计变量、约束条件并选取优化目标函数作为评价指标；五、根据设计变量范围，通过多学科优化软件Isight进行抽样；六、把抽取的样本点在CFD软件中仿真，计算出样本点阻力值；七、通过Isight响应面模型对样本数据与仿真结果进行拟合；八、通过ASA+PSO组合优化算法进行结构优化。本发明的结构优化设计方法能够降低水下集矿机的水下航行阻力，增大有效体积。

主权项：1.一种水下集矿机结构优化设计方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、利用建模软件构建简化后的水下集矿机的三维参数化模型，所属三维模型包括机身、螺旋桨推进器和尾舵三个部分；步骤二、把参数化模型的参数关系导出到外部文件，在建模软件中录制更新模型的宏操作，生成自动更新模型的批处理文件；步骤三、将三维模型生成的文件导入到ICEM软件，录制网格划分宏操作，生成自动划分网格的批处理文件，再将网格文件导入到CFD软件中；步骤四、在CFD软件中对水下集矿机进行流场模拟，录制流场模拟的宏文件，再生成流场自动模拟的批处理文件；其中流场模拟需要对进行边界条件的设定，湍流模型的选择，离散方式的设定以及收敛迭代的设置；步骤五、确定结构优化设计的设计变量、优化约束条件并选取优化目标函数作为评价指标，该评价指标为水下集矿机的水下航行阻力和有效体积，在Isight中读取生成的参数关系文件，并选择输入设计变量及输出目标；步骤六、根据设计变量取值范围，通过Isight试验设计组件对结构优化设计变量的参数点进行抽样；步骤七、将抽取的样本点的参数模型在三维建模软件中自动更新后，在Simcode组件中执行ICEM的自动划分网格操作，以及CFD软件中自动进行流场模拟，计算阻力值，流场模拟的设置同步骤四；步骤八、通过Isight中近似模型组件对设计变量与流场模拟结果进行拟合，拟合标准为R2＞0.9时进行下一步，否则回到步骤六重新进行取样；步骤九、拟合结果符合标准后通过ASA自适应模拟退火算法+PSO粒子群算法组合优化算法进行结构优化，获得水下集矿机阻力小，有效体积大的结构；将模拟退火算法中的米特罗波利斯准则引入迭代中；根据最初的粒子最优值设置初始温度，并且每次迭代后以一定的降温系数μ衰减；具体操作如下： 其中，T为初始温度；每次迭代后，计算更新后位置的内能适应度与种群最优点内能的差距，根据公式计算得出的概率与rand进行对比，判断是否接受较差的解；取降温系数μ＝0.95。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 江西理工大学 一种基于组合优化算法的水下集矿机结构优化设计方法

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