基于遗传算法的空间自由曲面形态与厚度优化研究

摘要

曲面结构是与建筑表现密切相关的空间结构,其形状的确定主要源于建筑师的创意.以往的优化设计研究仅针对曲面形态,而曲面厚度分布对于曲面的性能也存在一定的影响。因此,本文提出了一种以曲面形态和曲面厚度分布函数为优化设计变量的空间自由曲面优化设计方法,实现了参数联动、模型自动更新等功能,提高了建模和曲面优化设计的自动化程度。该优化设计问题属于一类高度非线性、非凸的优化设计问题,CAE软件自带的优化算法难于求解,本文提出了一种采用“精英保留策略”和“可调变异算子”的改进的遗传算法,用于求解相关优化设计问题。本文通过对上海市某项目屋面壳体进行形态和厚度的优化设计研究,验证了优化算法的有效性和曲面形态与厚度一体化优化设计方法的实用性。