在Hyperworks软件中建立汽车起重机车架有限元模型,经过静强度和模态分析,其最大应力值大于材料的屈服极限值,经结构改进,车架静强度远小于材料的屈服极限,低阶模态值较低,影响乘坐舒适性。为解决改进后起重机乘坐不舒适性,建立以车架强度、刚度和振动模态等学科的多学科优化设计,采用响应面方法构件各学科结构响应的近似优化模型,最后将响应面近似模型导入ISIGHT优化软件,并用多岛遗传算法对车架进行协同优化。结果表明,车架质量减少129kg;车架的强度和刚度均满足材料要求;振动模态有所提高,达到了起重机工作状态下乘坐舒适性和车架轻量化的目的。

基于机器视觉的图像处理方法突破了检测区域的尺寸限制,能满足大口径光学元件表面洁净度检测的需要,但存在光、机、电耦合问题。采用多学科设计优化方法处理学科间的耦合关系,建立了学科间耦合关系和学科耦合分析模型,实现了学科协调;分析了光学系统设计、运动系统设计、结构设计、图像拼接、图像处理和洁净度计算等多学科子系统实现的关键点,建立了满足检测要求的检测系统。

针对传统飞艇外形设计过程中仅将阻力作为优化目标的问题,先参照多学科优化设计理念,在原有阻力模型的基础上,引进体积与表面积对飞艇外形优化设计的影响,建立飞艇优化的数学模型,构建优化框架,再结合最优化设计中的复合形法,依据双向并行探索理念,提出一种改进复合形法,并将其运用到飞艇外形优化中,结合优化值给出不同需求下的优化设计方案,最后结合实际算例仿真分析得出改进复合形法对于飞艇外形的优化是可行的结论。

本文研究分析了机载电子系统在构型设计中面临的"机-电-磁-气动"多场耦合系统,探讨了多学科协同设计的研究方法。通过对"机械-电-磁-气动"复杂多场耦合系统进行了耦合关系分析,提出了采用综合分析法进行分析求解,并给出了解决方案和优化求解流程。本文提出的机载电子"机-电-磁-气动"多场耦合系统建模、仿真及优化方法,可为后续建模、仿真、优化等研究工作提供参考。

为了综合提高飞行器的气动性能与隐身性能，文章利用基于分解策略的梯度优化方法，对某跨声速机翼进行气动隐身综合优化设计.采用Tchebycheff方法，将气动隐身多学科多目标优化问题分解为多个单目标优化子问题，再对每个单目标子问题进行梯度优化.通过求解离散伴随方程获得气动目标对设计变量的梯度，采用自动微分方法对物理光学法（physical optics，PO）程序进行微分，即可得到雷达散射截面（radar cross section，RCS）对设计变量的梯度.经过综合优化，获得优化解集中各给定权重系数对应下的分支解，相比初始机翼，优化机翼的阻力系数减小，升阻比提高，重点方位的雷达散射截面均值减小，验证了该优化设计方法具有较好的实用性.

以高速大功率柴油机为研究对象，采用计算机仿真技术和多学科优化设计方法，构建柴油机关键零件的动态参数化有限元分析模型和综合性能优化设计框架模型，实现了船用柴油机关键零件的多学科性能综合优化设计，提高了柴油机的性能。