改进的生物生长法及其在离心叶轮三维形状优化设计中的应用

摘要

考虑到传统生物生长法只能对简单形状进行优化的局限性,结合复杂结构的三维形状优化设计,对生物生长法提出三点改进:①不直接采用修正后节点坐标来调整网格,利用B样条函数描述修改后结构的外边界。②构造出在满足应力和几何条件下可使结构重量最轻的目标函数,进而大大增强了生物生长法在处理复杂结构形状优化设计方面的能力。③在生物生长法形状优化过程中,采用罚方法对违反约束条件的个体给予惩罚。作为工程实例,该方法被用于某三维离心叶轮的结构形状优化设计。计算结果表明,该方法可在较短时间内得到满足各种应力和几何约束的重量最轻解。