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《大连理工大学》 2013年
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集成优化软件系统的研发与应用

李超  
【摘要】:面对工业装备、国防科技中的复杂工程系统设计和复杂决策问题,优化方法是最有效的解决方式之一,将优化方法应用到现实决策问题中依靠软件平台的支持。本文基于SiPESC软件平台,针对优化模型和算法的特点、多学科优化对优化软件的需求,引入“算法+模式”框架,采用插件技术、C++面向对象技术、以及JavaScript和Python脚本等技术,设计实现了一种通用集成优化软件框架SiPESC.OPT。 本文将优化流程中的工作进行分类,设计出“算法”、“参数”、“模型”等模块,对各模块工作进行管理层和实现层的抽象,构建出开放式的软件系统框架。框架具备了良好的软件可扩展性和可维护性。在此设计框架下,可方便快捷实现优化算法的集成,以及多类数值计算软件(自主/商用)的集成。 本文详细介绍了如何应用各种软件技术实现各种功能。SiPESC.OPT集成了常用优化算法BFGS、SQP、GA、MMA、ACO,支持优化计算的脚本语言环境,支持通过编写脚本实现多种优化任务求解、组合叠加嵌套等多种优化方案实施,支持集成可执行程序和大型仿真软件(Ansys、Dyna、Abaqus、Nastran、Adams等)联合优化和过程自动化,支持使用脚本操作内存、SiPESC工程数据库、SQLite数据库即时存取优化结果,支持基于脚本语言的其它模块(如Python的matplotlib、TVTK、Mayavi等)进行图形图像等的后处理。 本文中还给出了基于SiPESC.OPT完成的一些应用,如集成ANSYS的管道系统减振优化,集成SolidWorks、ICEM-CFD和CFX的汽缸形状优化、集成Adams的刚体运动轨迹优化,基于统一接口的优化算法模块在结构拓扑优化中的综合应用等。工程实例和测试算例表明,SiPESC.OPT为解决一般优化问题、多学科优化问题、以及更为复杂的优化需求提供了良好的软件平台和计算框架。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP311.5

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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【共引文献】
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【二级参考文献】
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10 王海涛;吴宜灿;李亚洲;胡丽琴;刘萍;袁润;曹兴焕;李媛媛;;核电站风险监测器软件开发研究[A];第十二届反应堆数值计算与粒子输运学术会议论文集[C];2008年
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1 李超;集成优化软件系统的研发与应用[D];大连理工大学;2013年
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3 黄雯;移动社会性软件系统中搜索关键技术研究[D];山东师范大学;2010年
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5 曾昭毅;对B/S结构软件系统开发模式的研究[D];武汉理工大学;2003年
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7 张志锋;图像变换技术在数字散斑相关方法中的应用研究[D];天津大学;2005年
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9 袁其源;基于PMAC的磨料水射流数控切割软件系统的研究[D];西华大学;2008年
10 刘晓敏;分形软件系统在江西省大吉山钨矿矿产预测中的应用[D];中国地质大学(北京);2009年
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