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An optimization method for conceptual design in engineering systems based on high order singular value decomposition

机译:基于高阶奇异值分解的工程系统概念设计优化方法

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摘要

Se presenta un nuevo método de diseño conceptual en Ingeniería Aeronáutica basado el uso de modelos reducidos, también llamados modelos sustitutos (‘surrogates’). Los ingredientes de la función objetivo se calculan para cada indiviudo mediante la utilización de modelos sustitutos asociados a las distintas disciplinas técnicas que se construyen mediante definiciones de descomposición en valores singulares de alto orden (HOSVD) e interpolaciones unidimensionales. Estos modelos sustitutos se obtienen a partir de un número limitado de cálculos CFD. Los modelos sustitutos pueden combinarse, bien con un método de optimización global de tipo algoritmo genético, o con un método local de tipo gradiente. El método resultate es flexible a la par que mucho más eficiente, computacionalmente hablando, que los modelos convencionales basados en el cálculo directo de la función objetivo, especialmente si aparecen un gran número de parámetros de diseño y/o de modelado. El método se ilustra considerando una versión simplificada del diseño conceptual de un avión. Abstract An optimization method for conceptual design in Aeronautics is presented that is based on the use of surrogate models. The various ingredients in the target function are calculated for each individual using surrogates of the associated technical disciplines that are constructed via high order singular value decomposition and one dimensional interpolation. These surrogates result from a limited number of CFD calculated snapshots. The surrogates are combined with an optimization method, which can be either a global optimization method such as a genetic algorithm or a local optimization method, such as a gradient-like method. The resulting method is both flexible and much more computationally efficient than the conventional method based on direct calculation of the target function, especially if a large number of free design parameters and/or tunablemodeling parameters are present. The method is illustrated considering a simplified version of the conceptual design of an aircraft empennage.
机译:提出了一种基于简化模型(也称为替代模型(“替代”))的航空工程新概念设计方法。使用与使用高阶奇异值分解(HOSVD)定义和一维插值构建的不同技术学科相关的替代模型,为每个个体计算目标函数的成分。这些替代模型是从有限的CFD计算中获得的。可以将替代模型与遗传算法类型的全局优化方法或与梯度类型的局部方法组合。相对于基于目标函数直接计算的常规模型,所得到的方法在灵活性上以及计算上要高效得多,尤其是在出现大量设计和/或建模参数的情况下。通过考虑飞机概念设计的简化形式来说明该方法。摘要提出了一种基于代理模型的航空概念设计优化方法。使用通过高阶奇异值分解和一维插值构造的相关技术学科的替代物,为每个个体计算目标函数中的各种成分。这些替代结果是由有限数量的CFD计算快照生成的。代理与优化方法组合,该优化方法可以是诸如遗传算法的全局优化方法,也可以是诸如梯度式方法的局部优化方法。与基于目标函数直接计算的常规方法相比,所得方法既灵活又计算效率高,尤其是在存在大量自由设计参数和/或可调模型参数的情况下。考虑到飞机尾翼的概念设计的简化形式来说明该方法。

著录项

  • 作者

    Lucas Bodas Sergio de;

  • 作者单位
  • 年度 2012
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 spa
  • 中图分类

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