焦韵菲1,李璐祎1,常泽明2
摘要: 为提高可靠性设计优化(RBDO)效率,本文通过将过渡马尔科夫链蒙特卡洛(TMCMC)和代理抽样概率密度函数(SS-PDF)引入可靠性优化设计的双层框架中,建立了一种可靠性优化两阶段求解的高效方法。所提方法首先通过贝叶斯模型框架将复杂约束优化问题分解为可行设计空间探索与最优解集搜索两阶段,并采用TMCMC方法实现了从可行域到最优解集的全局搜索。其次,通过引入SS-PDF将优化过程中不同设计参数情况下的可靠性约束求解问题转换为参数不确定性下的可靠性分析问题,以共用样本的形式实现以少的功能函数调用量对不同设计参数对应的可靠性约束的高效求解。借助于RBDO双层分析框架的鲁棒性、基于TMCMC的贝叶斯全局优化的高效性以及不同设计参数处可靠性约束的解耦,所提方法不仅具有广泛的适用范围,而且能够显著提高可靠性优化的效率。将建立的可靠性优化设计方法应用至数值算例和航空发动机涡轮轴可靠性优化设计模型,验证了所提方法的可行性和高效性。
中图分类号: