风叶专题四结构设计6直管

风叶专题(四)结构设计6

5、更进一步：约束表达式化为目标函数

结构优先的设计方法的目标是，既要发挥单独进行结构设计和形状设计带来的计算简化的优势，同时又要获得接近全局寻优的设计方法的全局最优的优化结果。下面我们运用运筹学的分析手段对优化过程进行分析：

传统的叶片设计方法中叶片形状设计部分是以叶型为变量，以获得aep的最大值为目标的，设计的目标的数学表达式(略)。

其结构设计的过程则是在上式优化所得的最优的叶片形状参数的基础上，以结构为变量，获得结构设计部分的优化目标okmart.com。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍，虽然叶片形状获得了最优的结果，但结构并不是最优的，甚至有时候连局部最优的结构都无法找到，因而导致较差的结构和昂贵的材料。

而对于结构优先的设计方法，我们分析结构设计中会影响到叶片形状设计的那些因素，并将他们提取出来，我们可以把这些因素抽象归纳为以下约束的集合(略)。将这些因素考虑进叶片形状设计过程中，通过引入运筹学的罚函数的方法，将以上约束变换为目标函数(略)。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍，取值的大小根据约束集的强度而定，如果该约束为影响叶片生存的约束，则可以取较大的正数，以保证该约束不被破坏；如果该约束是折衷类的约束，则可以需要根据该约束对优化效果的影响而定。

可以看出当我们确定了约束集，并设定了罚函数后，加入结构考虑的叶片形状设计相比于传统的叶片形状设计来说问题的形式几乎没有变化。然而，据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍，当我们按照这个方法完成了叶片形状设计后，结构设计将变得轻松，因为耦合叶型部分的结构设计约束都已加入，结构设计的难度已经被大大的降低了。同时，由于考虑两者的耦合，所得到的最终结果也将大大优于原有方法。

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