優(yōu)化設計論文精選(九篇)

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第1篇：優(yōu)化設計論文范文

在噴泉方案設計的過程中，有一條基本原則貫穿始終：結合城市的歷史文化背景、經濟發(fā)展狀況、自然氣候條件，充分表現出噴泉景觀的獨特藝術魅力。噴泉景觀工程并不是獨立存在的，而是作為整體景觀的一部分出現在出現在大型廣場、公園、步行街、小區(qū)花園等場合。方案設計一定要依據建設方的整體要求，重點考慮當地的環(huán)境因素、氣候因素、使用場合和方式因素，進行整體的構思，設計出整套可行科學的實施方案，城市整體效果服務。因此要把準備工作做精做細，主要有以下幾方面：

（1）方案主題結合當地的文化特色。每個城市都有自己的人文背景和民俗特色，噴泉方案設計時一定要結合當地民俗特點，挖掘當地歷史背景，緊扣當地文化內涵。結合音樂噴泉構成元素，突出主題。首先，燈光配色方案要符合地方特色。如在內蒙古地區(qū)要體現出草原文化，用主題色選擇綠色和藍色分別呼應遼闊的草原和蔚藍的天空；在延安地區(qū)就要展示紅色文化，用紅色作為主題色。其次，在水型搭配方面突出文化主題。在新疆瑪納斯紅酒文化主題廣場的音樂噴泉設計時，為了體現紅酒主題，特別研制了紅酒杯噴頭，布成從內到外5層紅酒塔，結合不用的燈光和角度照射，使其遠看像一個裝滿美酒的木酒桶，近看像一個裝滿紅酒的紅酒杯。為當地主題公園的一個標志性水體，獲得了極大的成功。再次，用音樂來呼應主題。噴泉是一個結合了視覺藝術和聽覺藝術的綜合體，音樂也是有生命的，或低吟，或傾訴、或歡唱。當音樂與水融合在了一起，共同表現出一個共同的主題。更容易抓住觀眾的眼睛，引起思想上的共鳴。

（2）了解噴泉景觀周圍的環(huán)境特點，使噴泉景觀與周圍環(huán)境融為一體。噴泉坐落的不同位置，選擇水型、燈光搭配，音響配置都是不同的。在步行街、小區(qū)花園等場合，盡量選擇高度比較低，水落點可控的造型，例如水母、雪松、涌泉、蒲公英等等。有人水互動要求的工程必須要充分考慮水的壓力因素，防止由于水壓過高和意外情況造成人身傷害危險。那些建設在河流胡泊中的噴泉景觀，由于與觀眾的距離較遠時，盡量選擇一些粗壯、高大水型樣式，體現水的力量和氣勢。例如百米高噴、擎天巨柱等。了解當地的氣候環(huán)境因素。中國復原遼闊，環(huán)境差距特別大。北方多風的地區(qū)多選擇一些抗風性比較好的水柱造型，并適當加粗出水口徑；而南方相對風較小的地區(qū)多選擇一些水膜，水幕電影方面的水型；針對水位穩(wěn)定性比較好的地方可以選擇雪松或者涌泉水型；水位變動大的地方選擇跌水或者波浪脈動水型。

（3）根據景觀工程的總體要求，制定切實可行的設計方案。不同類型的噴泉對應不同的功能性。是把噴泉做成一個點綴環(huán)境的噴泉小品，還是作為一臺綜合性的音樂噴泉演出盛宴；是全天候使用還是在主要用于夜間；在噴泉設計初期一定要有明確的意見。每一位噴泉設計師在收到設計任務后，都會根據景觀的總體風格，結合考慮總體的投資額度，提出初步的方案，做出效果圖和演示動畫，模擬噴泉施工完成后的具體情況，給建設方提供直觀的具體的印象，然后再酌情調整，最終定稿。噴泉工程實踐中有種說法是“大投入大制作，小投入湊合做，不投入沒法做”，這就是說對于噴泉工程的方案確定，一定要看菜做飯，切實可行。

（4）充分了解自身噴泉設備的特點。有句話叫“沒有金剛鉆，別攬瓷器活”，對本公司在噴泉工程設計施工中的優(yōu)勢和不足一定要有充分和客觀的認識。在噴泉設備選擇，電氣管路設計安裝、水型選擇和搭配方面、控制系統(tǒng)確定方面一定要充分和本公司的專業(yè)人士充分論證，揚長避短。在遇到與建設方意見不一致的地方要做好解釋工作。不能拍腦門硬上，給后期工作埋下隱患。

2噴泉方案優(yōu)化設計中容易出現的問題

（1）效果圖和效果動畫夸張成分太多，脫離的實際。建設方在景觀工程建設前的準備階段，對噴泉效果期望值非常高，但是只停留在概念方面，并沒有太具體的形象。而銷售人員為了更好的取悅建設方，在效果圖和效果動畫的方案制作方面過分的夸張，脫離了水和光的變化的物理規(guī)律，造成工程建設完成后無法重現動畫效果，影響工程整體的進度，也影響了公司信譽。

（2）片面追求方案匯報效果而放棄表演效果。在噴泉實踐當中，我們經常遇到的情況是投資預算上封頂不能動，為了噴泉方案做的漂亮，就片面的增加水型組合數量，增加噴頭數量，增加配套設備，表面工作做的特別漂亮。但是為了保證正常的利潤水平，在一些不突出的地方減低配置水平，增加利潤點。比如把通過計算最合理的噴頭口徑為Φ20，可是這樣做的話明顯超出預算，于是就把口徑縮小到Φ15，進一步能減少水泵的功率、電纜型號、控制設備規(guī)格。這樣盡管和諧了方案效果和預算投入問題，但是卻嚴重影響了噴泉的藝術表現力。

（3）噴泉水型布局不合理，數量雖多但效果不突出。這個問題在幾乎在每個噴泉工程中都有體現。我在噴泉效果編程經常遇到一個困惱：表面用于表現藝術效果的設備很多，可是具體使用的時候又總不夠用。以河南南陽音樂噴泉為例，圓形噴泉中心三米的園內集中了飛碟，海鷗，高射三種造型，飛碟和海鷗都是搖擺的造型，占的空間比較大，高射水型對噴高的要求比較高。這三種水型兩兩干擾，同時打開時形成一片水霧，什么都看不出來，更別提各自的藝術性了。在噴泉表演時，只能有各自獨立打開3種組合效果，如果在方案設計時把這三個水型的位置合理安排就可能出現3種獨立組合效果+3種兩兩組合效果+加全開效果共7種組合造型，極大的豐富了表演元素，提升藝術效果。

（4）主題特色不突出，缺乏與周圍環(huán)境的整體配合。在景觀總體規(guī)劃的指導下，根據安裝現場周圍環(huán)境進行詳細的規(guī)劃設計，結合周圍景觀的特點、氛圍、環(huán)境和人文因素的相互關系，確立要營造的氣氛，根據特點提煉景觀主題，進一步確定主要的水型表演元素，次要元素和背景元素?？梢詮乃透叨?、燈光亮度、顏色襯托等多種手段來突出主角，弱化配角，讓整個噴泉看起來更加立體。

第2篇：優(yōu)化設計論文范文

1.1ICA尋優(yōu)的一般過程

與其他優(yōu)化算法類似，ICA開始于在搜索空間內隨機生成的一定數目的初始解。每一個初始解都被稱為一個國家，由優(yōu)化問題目標函數來評價這些國家的優(yōu)劣程度。其中一定數目的最優(yōu)秀的國家被視為帝國主義國家，其他國家被視為殖民地國家，并且被隨機分配給帝國主義國家,一個帝國主義國家及其下屬的殖民地國家組成一個帝國集團。在分配殖民地國家給帝國主義國家時，每個帝國主義國家分配到的殖民地國家的數目與它的優(yōu)秀程度成正比。如果某殖民地國家向帝國主義國家移動后，其新位置比帝國主義國家更優(yōu)秀，則需要互換該殖民地國家和帝國主義國家的位置。各個帝國集團之間會以競爭的形式爭奪殖民地國家，從而壯大自身的勢力。該過程如下：首先，計算每個帝國集團的總勢力（該集團中帝國主義國家的勢力與所有殖民地國家勢力的平均值的一部分之和），然后，當前勢力最弱的帝國內部的最弱的殖民地國家將被置為自由狀態(tài)；所有的帝國集團通過競爭來獲取該自由殖民地國家。勢力越大的帝國集團，成功率也越大。隨著競爭過程不斷進行，勢力強的帝國集團占有越來越多的殖民地國家，而勢力弱的帝國集團逐漸失去其所有的殖民地。最終，失去所有殖民地國家的帝國集團將被覆滅。當算法迭代一定的次數之后，將只剩下一個帝國，該帝國中的帝國主義國家所代表的解即為算法找到的最優(yōu)解。

1.2約束處理辦法

ICA算法是針對無約束問題設計的，用來優(yōu)化彈簧結構參數時，必須對問題中的約束條件進行處理。在此，我們假設每個可行解都要優(yōu)于任何非可行解，人為賦予非可行解更大的目標函數值,同時假設違背約束條件越多的國家，其代表的解也越劣。在算法迭代過程中，檢測每個國家與前述約束條件的符合程度。假設某個國家違背了N個約束，則將該國家的目標函數值設定為N*Mnumber.這里，Mnumber為一個數值很大的數，在我們的實驗中，取99999。

2、求解實驗及結果分析

為了檢驗本文提出的方法的可行性，并與其他方法進行對比，我們選用了文獻中的算例進行優(yōu)化計算實驗和分析。算法程序在MATLAB環(huán)境下運行。初始國家數目設置為200，初始帝國數目設置為3，最大迭代次數設置為400次。對于片數為3和4兩種情況，分別進行20次實驗。由于文獻中并未提供[σ]1和[σ]2的值。鋼板彈簧片數取為3時，采用ICA算法得到的結果要優(yōu)于文獻中的結果，彈簧質量減少了約2.4%，同時，兩種算法得到的應力[σ]2大致相等，但ICA得到的應力[σ]1降低了約23.2%；當鋼板彈簧片數取為4時，文獻中給出的參數結果并不能滿足應力[σ]2的約束要求，而本文的結果滿足許可應力的要求。同時根據文獻中的數據，原設計中彈簧質量為40.9kg，本文得到的結果為35.3363kg，比原設計減少了13.6%。

3、結論

第3篇：優(yōu)化設計論文范文

本文中，發(fā)動機罩原模型參考日產朗逸旗下某標桿車整車模型的發(fā)動機罩模型，材料采用鋼材，依據GMW美國通用汽車行業(yè)A級車性能標準設計，力學性能良好。將標桿車發(fā)動機罩模型的包絡線提取出來，創(chuàng)建發(fā)動機罩的初始模型后展開內罩板的優(yōu)化設計。初始模型上保留標桿車的部分特征線，附屬的加強板及鎖鉤繼續(xù)沿用標桿車模型。

2基于拓撲優(yōu)化和形貌優(yōu)化的優(yōu)化設計方法

設計中將以內罩板作為優(yōu)化設計對象，設計目標是使模型符合力學性能要求，并通過合理的結構減輕模型的質量。優(yōu)化設計過程中，將模擬發(fā)動機罩常見的6種工況，每種工況均有對應的約束和載荷設置。通過約束住模型的最大變形量來保證模型不超過指定的最大剛度值。最大變形量的位置以及約束上限值可參照GMW通用設計中的性能標準設置，按照標準在指定位置添加約束以及相應載荷。因拓撲優(yōu)化和形貌優(yōu)化方法的設計變量及優(yōu)化過程不同，為了讓模型在一次分析中接近結構最優(yōu)解，將采用拓撲優(yōu)化和形貌優(yōu)化相結合的分析方法，在基本參數設置中定義內罩板上兩個設計變量，即拓撲優(yōu)化設計變量單元密度值、形貌優(yōu)化設計變量形狀變量值。優(yōu)化過程中內罩板上將同時進行兩種優(yōu)化，計算出符合目標的最優(yōu)化模型。其中形貌優(yōu)化關系到加強筋的分布，而加強筋本身具有不同的截面結構，為了研究加強筋形狀對模型帶來的影響，在形貌優(yōu)化中需對加強筋截面做對比分析。參考其他車的發(fā)動機罩及汽車零部件上的加強筋截面形狀，形貌優(yōu)化中將對矩形、半圓形和梯形等3種截面進行分析，對比其帶來的效果。根據內罩板的尺寸及內罩板與外罩板之間的間距，合理確定加強筋截面的具體尺寸參數，具體數值見圖4，其中截面的厚度預設為2mm。由于初始模型結構尚未成型，優(yōu)化設計前無法確定其內板和外板間粘膠的連接位置，為了保證優(yōu)化順利進行，采用如下方法來設置發(fā)動機罩初始模型：參照汽車制造業(yè)發(fā)動機罩厚度的一般標準值，將外罩板的厚度預設為1．2mm，內罩板作為一個片體暫不設厚度。將兩板之間的空腔內填充鋁合金材料實體，此時內罩板僅僅相當于填充實體的一包絡面。優(yōu)化過程中以填充實體作為優(yōu)化對象，優(yōu)化結束后，發(fā)生結構變化的填充實體將作為內罩板，原內罩板則作為一個包絡面予以刪除。然后根據內罩板結構在合適位置添加粘膠與外罩板連接，并添加加強板及鎖鉤部件。最后在內、外板邊界上生成翻邊后完成優(yōu)化設計過程。

3模型力學性能調整

為了不影響其他剛度值，力學性能優(yōu)化調整的分析對象設定為從標桿車上沿用的鎖鉤，通過拓撲優(yōu)化來尋找合適的鎖鉤結構，提高鎖鉤剛度。優(yōu)化設置時，以鎖鉤工況為優(yōu)化環(huán)境，變形量上限設置同樣參考GMW通用性能標準。通過對鎖鉤進行分析，尋找滿足鎖鉤剛度要求的結構。.

4總結

第4篇：優(yōu)化設計論文范文

設計方法

壓氣機過渡段主要由兩部分組成，端壁（輪轂、機匣）與支板，結構如圖1所示。其設計難點主要集中在如何通過改變流道端壁形狀來達到端壁附面層、支板翼型損失的最小化。衡量其性能的主要參數為總壓恢復系數（或總壓損失系數）。葉輪機械傳統(tǒng)的設計思路是由一些嚴重影響性能的一個或幾個參數出發(fā)，參考實驗或其他數據給出這些參數與設計要求的經驗關系，通過大量統(tǒng)計結果給出設計規(guī)律，然后再進行實驗或CFD驗算。而本文的設計思路則是借助優(yōu)化算法與氣動評估方法的結合開展對參數化后的過渡段的設計優(yōu)化工作。

一般來說，壓氣機部件設計大都采用三維優(yōu)化，但三維優(yōu)化需要給定優(yōu)化參數的初值以及變化范圍，變化范圍太大會造成巨大的計算量，變化范圍太小又不足以保證覆蓋最佳方案。為了解決以上矛盾，本文將在過渡段初步設計的基礎上進行全三維優(yōu)化設計，設計流程如圖2所示。

初步設計：通過求解二維子午平面上的速度梯度方程結合遺傳算法對流道幾何進行篩選，利用其計算快速的特點可以在參數化空間中進行大范圍的搜索，得到最佳初步結果。三維設計：利用三維粘性N-S方程與優(yōu)化算法的結合對三維參數化模型進行設計，計算耗時較長，但精度較高，直接對需要優(yōu)化的參數進行計算，并借助神經網絡與遺傳算法對結果進行優(yōu)化。初步設計為三維設計提供優(yōu)化參數初值，以初值為基準，給定優(yōu)化參數變化范圍（比如正負20%），然后在此范圍內進行三維粘性優(yōu)化，得到最優(yōu)解。

1參數化方法

過渡段參數化即是由自由參數確定過渡段幾何形狀的過程。參數化的標準是用盡可能少的自由參數覆蓋盡可能大的樣本空間。圖3給出了本文的過渡段參數化方法。根據前人所取得的經驗，過渡段流道沿流動方向面積分布對于控制流動損失至關重要，所以本文流道參數化由流道中線+流通面積兩個要素來控制，流道中線由4點樣條曲線確定，它決定了氣流從低壓壓氣機到高壓壓氣機之間的流動方向變化，流通面積則通過流道沿流向的高度(如D1，D2)來控制，D1,D2在幾何上已經考慮了支板厚度對于流通面積的阻塞作用。支板部分采取兩截面構造支板，積疊線為直線，通過定位點、斜率控制位置。

過渡段造型的步驟為：首先由進口高度中點，出口高度中點，中線兩控制點總共4點，通過樣條曲線擬合為中線，并假設該中線即為流線，在兩控制點處根據給定的準正交流動方向面積（也可以根據需要增加面積控制截面）確定該處對應的流道寬度D1,D2。流道寬度確定以后就可以沿著與中線垂直方向得到輪轂、機匣的兩個位置，最后結合這兩個位置以及進出口幾何尺寸以樣條曲線擬合成輪轂機匣端壁，采用的樣條曲線為NURBS曲線，可方便地給定進出口幾何參數。

2二維、三維計算評估方法

二維評估方法使用流線曲率法求解子午平面上的速度梯度方程來獲得流場的初步參數。所求解的速度梯度方程如下：式中MV為子午分速度，l為準正交線長度，α為流線切線與軸向夾角，γ為準正交線與半徑方向夾角，mR為計算節(jié)點處的曲率半徑，r為節(jié)點半徑，ρ為密度，G為質量流量，m為流線長度，mM為子午馬赫數。為了考慮支板對于通道的阻塞作用，定義B為網格節(jié)點的阻塞系數，表達式為B=(2πr−支板數×節(jié)點處支板厚度)/2πr，κ為阻塞系數的影響因子，代表阻塞作用反映在子午平面上的強弱。

二維計算還需給定相應的損失模型，這里采用的是文獻中推導并經實驗驗證的切應力損失模型。計算中首先由給定的總壓損失初場求解速度梯度方程確定速度場，求出速度場后結合混合長度理論求出切應力τ，這里混合長度作為常數，然后由式(2)確定沿流線的總壓損失，損失松弛后進入下一次計算，如此迭代可求得收斂的速度場，最后按質量平均計算出口的總壓損失。

需要說明的是，以上方法只給出了端壁損失，并考慮了支板厚度對于端壁損失的影響，并沒有將支板損失部分考慮進去。二維評估方法中計算結果難以同三維計算結果精度相提并論，但是可以肯定的是二維方法可以明顯將局部曲率過大的流道篩除，可以快速得到流向扭曲均勻、面積無多峰值變化的相對好的初步設計結果。

三維計算使用商業(yè)軟件NUMECA/FINE模塊，計算定常流動下的帶支板過渡段總體性能，待優(yōu)化的參數為總壓恢復系數。三維計算網格數、計算精度已經經過校驗，這里就不詳細列出。

3優(yōu)化算法

初步設計采用的優(yōu)化算法為單目標遺傳算法，采用整數編碼，包含有雜交、變異、反轉算子。精英沉降策略。采用動態(tài)生存壓力，算法初期給予較低的生存壓力，確保樣本多樣性與全域搜索能力，后期給予較高的生存壓力，可加快不良樣本的淘汰。如式(3)通過對樣本適應值進行變換，以達到加速進化的目的，其中生存壓力為t三維設計使用遺傳算法與神經網絡結合的優(yōu)化策略，用DOE得到的樣本對神經網絡進行訓練，得到參數-性能的映射關系，然后運用遺傳算法從該映射關系中發(fā)掘新的優(yōu)良樣本并對映射關系進行修正，如此迭代使最佳樣本性能逐步提高達到最優(yōu)解，如圖4所示。

算例分析

為了檢驗上文所發(fā)展的設計方法，對一個算例進行了設計分析。給定的幾何參數為R1h=0.6m，R1m=0.657m，H=0.11m，L=0.5m，R2m=0.394m，進出口面積比Ainlet/Aoutlet=1.0。支板數8個，支板翼型采用NACA642-015A，支板弦長0.3m,支板傾角90度。參數具體含義見圖3。為了比較初步結果與三維結果的差別大小，在該算例中對三維優(yōu)化參數賦予了較大的自由度，圖5給出了經過參數化后的流道型線的變化范圍。二維計算中流線設定為21條，計算站為11個，如圖6所示。三維計算中，計算網格節(jié)點數為64萬，如圖7所示。湍流模型為S-A模型，邊界條件為進口總壓321200pa,總溫400K，出口給定流量228Kg/s，近壁面Y+小于9，進出口延伸長度為通道高度的2.5倍。

優(yōu)化的最終結果為：過渡段總壓恢復系數0.993，總壓損失系數0.04。優(yōu)化之后的流道型線如圖8所示。圖8中還給出了二維優(yōu)化的型線和不考慮支板的阻塞的等面積流道型線?？梢钥闯?，由于考慮了支板對流通面積的阻塞，二維、三維優(yōu)化后的流道明顯外擴，屬于擴張-收縮型通道，并且初步設計結果同三維設計結果略有差異，說明初步設計的結果在一定程度上逼近了三維設計的結果，說明以后可以在三維優(yōu)化中給予參數適度狹小的變化范圍，提高設計優(yōu)化速度。

圖9中設計2為本算例三維優(yōu)化結果的面積沿流向分布，如圖可見，面積變化呈現先增大后減小的趨勢，這與文獻中優(yōu)化后的的面積分布規(guī)律一致。當然這一變化趨勢是在進出口面積相等的條件下得出的。一般認為，過渡段應該處于順壓梯度，這樣的設計損失最小，不過考慮到支板的損失與氣流速度有關，速度越高損失越大，所以過渡段前半段快速擴壓有助于減小支板區(qū)的總體流速，進而減小由于支板造成的損失，但是這一擴壓過程將造成端壁附面層的加厚，加重損失，所以存在最佳擴壓度使總體損失最小。

前半段的面積擴張也給后半段的面積收縮創(chuàng)造了可能。為了說明面積變化規(guī)律對于流動損失的影響，下面給出了本算例三維優(yōu)化結果（采用擴張-收縮面積變化規(guī)律，如圖9中設計2）與采用收縮-擴張面積變化規(guī)律的設計方案（下文簡稱設計1，僅與設計2對比，非本文設計結果）的一些流場對比。

如圖10所示為設計1(design1)與設計2(design2)的出口熵分布比較，可以看出相比設計1，設計2的高損失區(qū)域明顯減小，附面層的熵最大值減小，支板造成的損失區(qū)域、損失大小都減小。圖11給出了支板近壁面極限流線，可以看出設計1支板尾部接近輪轂區(qū)域出現了較強的二次流動，而設計2沒有出現這種情況。

如前文提到的，在輪轂與支板后部交匯處存在著由于輪轂壁面凹曲率和支板翼型收縮造成的雙重擴壓作用，對于該處角區(qū)的低能氣流最容易發(fā)生分離，設計2之所以沒有出現分離，是因為流通面積的收縮抑制了這一雙重擴壓作用，如圖12所示為50%支板高度流面的靜壓力分布，設計1沿流動方向的壓力分布呈現高-低-高的變化，設計2則是低-高-低的變化，從支板中后部開始呈現順壓力梯度。這一變化可以明顯減小支板損失部分，而對附面層發(fā)展部分影響不大。綜上所述，沿流動方向擴張-收縮型通道在減小流動損失方面較為理想，在彌補了支板厚度帶來的面積阻塞之后仍然呈現擴張-收縮型，說明壓力沿流向低-高-低的變化方式才是最理想的。

結論

1)本文探討了壓氣機帶支板過渡段設計方法，并發(fā)展了相應的設計程序。針對一算例開展了設計工作。初步設計結果同三維結果之間略有差異，說明三維優(yōu)化前的初步設計對提高優(yōu)化速度是可行的，肯定了本文關于設計分兩步走的方案。

2)過渡段最優(yōu)解面積分布規(guī)律呈現先增大后減小的趨勢，并存在最佳擴張度，可使損失最小。這個最佳擴張度應該是進出口面積比、支板翼型等因素共同影響的。

第5篇：優(yōu)化設計論文范文

(1)確定建筑的高寬比。在規(guī)范中房屋高寬比的規(guī)定雖然不是一個必須要滿足的條件，但是它是一個對結構剛度、整體穩(wěn)定，抗傾覆能力，承載能力和經濟合理性的宏觀控制指數。一般滿足高寬比限制的結構有更好的抗側剛度，是比較科學的結構方案。(2)結構設計。在結構設計時，要根據建筑的材料性能、建筑的功能、建筑的高度、抗震設防烈度、抗震設防類別來選擇合適的結構體系。(3)要達到建筑造型和功能的要求。在布置水平構件和豎向構件時，要在滿足建筑造型和功能的前提下進行選擇，比如梁、柱子、板等，使其構成一個空間結構，從而抵抗水平力和豎向力。豎向力主要由豎向可變荷載和建筑物的自重構成，水平荷載主要由地震和風荷載構成。(4)在正常使用的過程中，高層建筑要具有良好的剛度，防止因為出現比較大的位移，導致結構的承載力和穩(wěn)定性受到影響［1］。(5)對抵抗水平力的結構構件進行合理的布置。要使結構抗側力的合力中心和水平合力作用點的投影盡可能接近，從而降低出現偏心的情況，避免產生影響建筑物的扭矩。(6)確定抗側力構件的具置。質量中心要和剛度中心盡可能接近，減小建筑扭轉效應。(7)建筑樓層的高度。通常情況下，建筑面積確定時，如果增加建筑樓層的高度會導致單位面積使用的材料數量增加。

2優(yōu)化多層框架結構柱網的大小

在建筑工程中，框架結構柱網的布局會直接影響工程的造價，當柱距比較小的時候，力的傳遞路線比較短，樓蓋結構使用的材料也相對較少，但是使用的柱構件材料會增加，和基礎費用相比，當柱網比較大的時候，會增加梁的高度，提高配筋率，導致造價升高，所以，柱網尺寸的合理性不僅對結構的受力有比較大的影響，而且還會節(jié)省材料的使用量［2］。

2．1結構布置的方案

根據建筑場地以及使用功能的具體情況，分別布置三種結構方案進行建模計算對比。

2．2對比方案

本工程使用PKPM－SATWE軟件對方案進行計算，前三個陣型的振動周期，X、Y方向的扭轉系數和平動系數如表1所示。從表中可知，方案二的扭轉周期出現在第二陣型，說明該方案的結構沿兩個主軸方向的側向剛度相差比較大，且扭轉周期比已超過0.9，屬于特別不規(guī)則結構，在地震作用下建筑的扭轉效應較大，可能引起不良后果，故結構方案不考慮方案二。在方案一和方案三中，由于方案三的柱距較小，方案三的梁、柱截面積是最小的，方案一的梁、柱截面積次之。經過對模型進行配筋計算，方案一由于Y向的框架梁的跨度適中，并向外挑出，受力比較合理，配筋的計算也會降低很多，而方案三由于柱網很密，計算得到的梁配筋結果都比較小。兩個方案的層間位移計算數據均滿足規(guī)范要求，方案三在位移比控制方面更具優(yōu)勢，說明其在地震作用下的扭轉效應更小。在材料用量方面，方案一使用梁向外進行懸挑的方法可以使內跨梁的受力比較合理，材料的使用量比較經濟。而方案三和方案一相比，雖然框架柱的柱網比較密，框架柱數量相對較多，但由于框架柱截面以及配筋均比較小，故方案三梁工程的經濟指標總體上要小于方案一。例如在本工程中，方案一鋼筋含量約為34kg/m2，方案三含量約為33kg/m2，，市場鋼筋時價約為4000元，每立方米砼時價約為350元，則方案三梁柱的綜合造價比方案一可節(jié)省約22100元，經濟性較好。在降低結構柱網大小不會對建筑功能造成影響的基礎上，使用方案三時，需要對基礎造價因素進行考慮，例如當基礎的結構形式為天然地基基礎時，兩種方案的工程量大致是一樣的。當以樁基礎為基礎形式時，工程量和樁的類型有比較大的聯系，如果使用承載力比較小的樁型，在布樁數量方面的差距是不明顯的。如果使用單樁承載力比較大的大直徑樁型，布樁時考慮單柱單樁，由于柱子的數量增加，樁的數量也會有所增加。所以在設計時，要根據具體的基礎工程量和樓蓋工程量的和來進行柱網尺寸的選擇。

3平面規(guī)則對建筑結構造成的影響

建筑結構的平面規(guī)則性是影響建筑抗震效果的一個重要指標，規(guī)則的平面結構的地震反應要遠低于不規(guī)則平面結構，地震災害也會比較輕。結構計算可以將地震影響下結構的受力情況反映出來，使設計人員可以更好的根據地震反應情況對結構進行控制，設計出具有良好抗震效果的結構。通常情況下，越是簡單的平面形狀，單位造價相對來說就比較低。比如圓形結構，不僅受力相對復雜，而且建筑施工比較復雜，施工過程中需要花費比矩形建筑更高的費用。通常情況下，在建筑施工中，矩形和正方形會更加有利于居家布置和施工，此外還可以有效的降低工程的施工造價，在長方形住宅中，以長寬比為1∶2的住宅為最佳［3］。而且由于工程平面規(guī)則，可以充分利用抗側力構件進行水平力的傳送，結構的剛度可以達到設計的要求，具有良好的經濟性和安全性。

4結語

第6篇：優(yōu)化設計論文范文

1.1系統(tǒng)用戶界面層

系統(tǒng)用戶界面層相當于是整個系統(tǒng)的窗門，在該層面的用戶可以通過相關操作對整個系統(tǒng)的運行進行控制。同時，系統(tǒng)也會將自身的運行情況和數據信息通過窗口的形式展現給用戶，使用戶能夠對整個系統(tǒng)的運行情況進行詳細了解，進而確保整個系統(tǒng)的高效、精確運行。

1.2系統(tǒng)應用服務層

在該層，用戶可以對整個系統(tǒng)的具體運行情況和操作進行控制，進而實現對風電機組塔架進行快速設計，并對設計進行進一步優(yōu)化。在該層面，對Pro/E5.0軟件系統(tǒng)的交互集成，主要是通過Pro/ToolkitAPI來實現。

1.3系統(tǒng)數據存儲層

在整個優(yōu)化設計系統(tǒng)中，數據存儲層是最重要的組層部分，是整個系統(tǒng)得以實現運行和操作的基礎。數據存儲層的主要作用，就是對系統(tǒng)運行過程中的相關數據進行存儲。按照存儲數據的不同，可以將整個數據存儲層細分為四個數據庫，分別是參數庫、實例庫、規(guī)則庫以及模板庫。

1.3.1參數庫

參數庫，顧名思義，其主要作用就是對風電機組塔架的設計參數進行存儲，其中，主要包括風電機組本身的技術參數、塔架設計的基本參數、塔架材料參數、零部件幾何參數以及塔架設計優(yōu)化參數等。

1.3.2規(guī)則庫

規(guī)則庫所存儲的主要是風電機組塔架優(yōu)化設計中的裝配約束關系，而這些裝配約束關系數據，都是以固定的規(guī)則格式存儲在規(guī)則庫中，當系統(tǒng)運行需要時，直接對其進行調用。

1.3.3實例庫

該數據庫內存儲的主要是已經設計成功的風電機組塔架設計優(yōu)化案例，詳細包括了整個塔架設計過程中所涉及到的相關數據、規(guī)則以及零部件配置信息等，主要作用是為了給風電機組塔架設計優(yōu)化提供可供參考的設計依據。

1.3.4模板庫

該數據庫的主要作用是對塔架優(yōu)化設計的模板文件進行存儲，通過這些模板文件能夠直接對塔架的整體骨架進行快速組裝和設計。而這些模板文件都存儲在指定目錄之下，當系統(tǒng)設計需要時可以直接通過目錄進行調用。

2風電機組塔架優(yōu)化設計系統(tǒng)功能分析

2.1結構配置模塊

首先，設計人員要在對風電機組塔架設計具體需求的基礎上，對整個風電機組塔架的總體結構進行初步設計，并由企業(yè)管理人員對初步設計方案進行審查，確定設計方案滿足要求之后存儲方案繼續(xù)進行下一設計環(huán)節(jié)。其次，在完成塔架總體結構設計之后，設計人員應該在塔架總體結構初步設計的基礎上對整個塔架的零部件進行選擇，同時，為了確保選擇的合理性，設計人員應該從現有結構模型中進行選擇，以確定所選零部件的性能屬性能夠滿足塔架優(yōu)化設計要求，確定沒有問題之后，、對零部件選擇方案進行存儲。在此過程中設計人員還應該注意，不論是在接下來的設計中發(fā)現塔架總體結構設計中出現問題，還是企業(yè)要對塔架設計進行適當調整，設計人員都應該在原有設計方案之下對塔架的總體設計進行調整和修改，并將修改之后的方案進行存儲。

2.2分析優(yōu)化模塊

該功能模塊的主要作用是對塔架總體結構的設計進行分析，并對分析結果進行優(yōu)化處理。在該功能模塊，設計者需要先從結構配置模塊中取出塔架總體結構設計的主要數據，并針對結構數據對初始參數進行準確設定。然后，再利用有限元分析軟件建立起有限元分析模型，病通過求解器對塔架總體結構的靜態(tài)強度和模擬形態(tài)進行詳細計算和分析，得出優(yōu)化結果。最后，根據優(yōu)化結果對塔架總體結構進行優(yōu)化設計，并再次將優(yōu)化結果存儲。

2.3參數化設計模塊

在通過以上兩個模塊對整個風電機組塔架總體設計進行確定之后，就需要通過參數化設計模塊對塔架總體結構的相關設計參數進行提出分析和構建零件三維模型。通過參數化設計模塊，設計人員可以在對塔架總體設計結構的相關參數進行提出之后，利用Pro/E二次開發(fā)接口將所得參數層輸送到參數化程序中，由該程序對整個塔架的總體結構進行計算分析和參數化，然后生成塔架零件的三維模型，為塔架零件的選擇和構造提供科學有效的參考依據。

2.4設計輸出模塊

設計輸出模塊的主要作用是將確定整體設計塔架的結構轉化成二維工程圖進行輸出，附帶詳細的總體結構圖、部件圖和零件圖，并注明詳細尺寸和材料具體要求，以確保整個塔架優(yōu)化設計的順利實現。

3結束語

第7篇：優(yōu)化設計論文范文

剪紙藝術作為民間藝術門類中最具特色的一種，它的歷史源頭也是從原始藝術開始。

1、民間剪紙藝術的歷史進程

從商代開始已經有了金銀箔、皮革或絲織品進行接空刻花制作裝飾品。這些用銀箔鏤空而成的裝飾物，可以說是已經形成了剪紙的雛形。西漢時，用麻紙剪了李妃的影象為其招魂，這大概是最早的剪紙。唐代已將剪紙圖案應用于其它工藝方面。自漢至唐出現了一種金銀鑲嵌技術工藝，在漆地上顯出金光燦爛的花紋。宋代剪紙用于工藝裝飾的一個重要創(chuàng)造，圖案題材很多，造型生動、活潑。在清代，致使剪紙進入宮廷。

2、民間剪紙藝術的現狀

民間剪紙具有悠久的歷史文化，作為我國古老的民間藝術，它風格獨特，深受國內外人士所喜愛。剪紙藝術起源于我國的平面鏤刻藝術，在漢至南北朝時期手藝已相當嫻熟，在清朝中期得到蓬勃發(fā)展，是剪紙的繁盛年代。然而，時代的更換導致人們的審美轉化，剪紙藝術漸漸不能適應生活需要，為此，新生代剪紙孕育而生。

二、民間剪紙在海報設計中的融合

海報設計越來越受到西方設計思想的影響，我國在設計海報時，在不斷模仿國外海報設計理念的同時，海報在國內反響不激烈，發(fā)現我國民族文化被漸漸淡化出視野，海報文化有主見被取代的趨勢。

1、民間剪紙藝術融入海報設計中的必要性

海報現今已在人們生活中非常流行，不禁造型優(yōu)化，而且設計出來的畫面讓人振奮，但是還是有多數設計令人費解，設計理念與文化相悖，喪失真正的文化個性。從審美的角度看，這不能不說是造成人們懷念民間藝術心態(tài)和產生回歸意識的一個重要原因。將傳統(tǒng)剪紙藝術能夠合理的融入現代海報設計中，是現代海報設計發(fā)展的必由之路。

2、優(yōu)秀作品融入民間剪紙元素的案例分析

中國共享軟件聯盟論壇的海報設計，就是以中國傳統(tǒng)的民間剪紙藝術與海報設計結合，將中國傳統(tǒng)元素中的剪紙，以現代的設計理念和表現手法將民間剪紙應用于現代平面設計中，能夠直接體現共享軟件聯盟所表達的內容，并對現代海報設計藝術將起著積極的推進作用。

三、民間剪紙藝術在海報設計中的啟示

1、民間剪紙藝術在海報設計中的“本土”造型性

對于現存的民間剪紙，我們不能忽視它在就的年代做出的貢獻，給人們帶來對新生活的寄望，時過境遷也不能說傳統(tǒng)剪紙沒有一席之地。我們應該冷靜以客觀的態(tài)度看待，如今，剪紙藝術作為一種我國文化傳承，也能讓我們從中汲取所需要的東西，同樣，還可以進行“復古”的設計理念，把傳統(tǒng)剪紙最精華的理念結合現代人的審美觀念有效結合，從剪紙文化中的樸實、隨意和幻想中對現代海報給予啟示。

2、民間剪紙藝術在海報設計中的形式表現性

第8篇：優(yōu)化設計論文范文

1.1研究對象

該零能耗太陽能住宅位于天津市天津大學26號教學樓旁，北緯39.1°，東經117.2°，海拔5m。運用Airpark2.1模擬軟件模擬參賽建筑室內通風工況，作為建筑設計前期的室內風量預測，優(yōu)化設計方案。首先建立住宅物理模型和數學模型，然后劃分網格和求解。建筑布局：建筑風格以“徽派民居”為原型，空間布局吸取中國傳統(tǒng)的“庭院”布局，既可作為整個空間布局的視覺中心，又可成為建筑空間的“環(huán)境調節(jié)區(qū)”，同時解決建筑的采光、通風問題。建筑空間布局圍繞中庭南向依次布置餐廳、客廳、書房、臥室，在北向布置衛(wèi)生間、廚房，成為“溫度阻尼區(qū)”。住宅采用木結構體系，墻體采用歐松板和聚苯乙烯復合的SIP結構板。室內家用電器齊全，根據生活需求配置相應的工作任務來考核室內的物理環(huán)境控制情況，為住宅的平面圖。

該零能耗住宅建筑面積為74m2。建筑北側衛(wèi)生間窗戶為1.2m×0.35m，廚房窗戶為1.35m×0.6m；建筑南側書房的有效通風面積為0.8m×0.8m，餐廳窗戶為1.4m×1.2m，所有側窗距地板高度均為0.9m；在中庭上空安裝了3扇1.4m×1m的天窗，天窗距室內地面高度為2.5m。住宅為3口之家使用，室內家電齊全：1臺筆記本電腦、1臺電視、烤箱、電磁爐、冰箱、5盞熒光燈等。數值模擬方法分別對人坐、站立、行走高度的風環(huán)境進行模擬，使室內空間具有良好的通風組織。根據零能耗太陽能住宅原型的自然通風特性和內部布局，進行大氣邊界條件的設置并建立室內不同工況的自然通風模型，再選用k-ε兩方程湍流模型進行模擬求解。室外送風口送風風速為5.5m/s，送風溫度為20℃，送風濕度為30%，相對濕度為40%。根據居住設計要求，室內四季恒溫24℃±1℃，并且始終保持40%~55%的濕度，室內空氣懸浮顆粒物、CO2濃度等均有嚴格的指標控制。本課題研究的是住宅室內自然通風，選擇標準k-ε湍流模型。動量松弛因子和壓力松弛因子取值分別為0.7和0.3。

1.2網格劃分

網格的劃分質量決定計算結果的精度和運算時間。網格單元最大X、Y、Z尺寸為該空間相應方向尺寸的1/25，Airpak2.1軟件自動生成模型中各個區(qū)域的網格，調整網格的疏密和網格質量，網格數48175，檢查最小網格單元容積，網格質量劃分良好。根據運行求解，迭代次數適中，計算收斂良好。

1.3模擬方法模擬條件

送風風速為5.5m/s，室外空氣溫度為30℃，筆記本電腦開啟，1人坐在電腦桌前，室內共3人活動。室內冰箱、電腦熱源開啟。室內風壓、熱壓共同作用的自然通風常出現溫度分層，模擬取X=4.8m、Y=2.5m、Z=2.8m處的測試斷面，測點選取離地板高度H=0.8m、H=2m的位置，這些測點能較全面反映該住宅內的溫度場和速度場分布情況。

2模擬結果分析

建筑室內送風口的形式、數量和位置、排（回）風口位置、送風參數（送風溫度、送風口風速）、風口尺寸等均會影響氣流流動模式，通過不同工況的模擬，預測流場來指導設計和探討紊流模型的準確性。由于自然通風氣流運動具有不可控制性，模擬計算均是在特定的通風模式下進行穩(wěn)態(tài)模擬。比較建筑有無天窗對室內溫度場和速度場的影響分布為了驗證設計方案的合理性，運用Airpark2.1模擬軟件對有無天窗2種工況的室內通風情況進行比較，以期將室內的平均溫度控制在熱舒適度范圍內，

3結語

(1)通過簡化室內自然通風模型

應用Airpak2.1軟件對零能耗太陽能住宅原型室內氣流組織進行數值模擬研究，速度矢量圖、PMV云圖可以有效預測室內的風環(huán)境，通過對建筑有無天窗、窗戶開啟方式和位置進行設計，從而優(yōu)化室內氣流組織，提高人體熱舒適性。

(2)自然通風物理模型的模擬結果

第9篇：優(yōu)化設計論文范文

1．1常規(guī)抗震設計和性能設計方面的區(qū)別

性能設計提出小震不壞，中震可修，大震不倒的設計宗旨。與常規(guī)抗震設計的區(qū)別在于，第一，它的設計目標主要針對小地震，中型地震還有大型地震。而且還通過對全國65個城鎮(zhèn)的地震所發(fā)生的概率，從而再對地震的強烈程度進行衡量，確保房屋建筑不發(fā)生破壞，達到可修，不倒的目標，通過對這些要求的論述可以看出，這些大多數都是針對建筑在宏觀性能方面的控制。第二，為了實際施工中的效果有有據可依，最終選用了分兩個階段的簡化分析方法，第一個步驟是對結構的構建進行驗算，主要是對它的承載力進行計算。對這個計算，具體是選用了在地震比較小的情況下，按照相應的彈性反映理論，通過計算得到在小震作用下的標準值，以及相應的地震作用下的內力以及形變效應。通過可靠的分析，從而得到構件承載力的具體結果。隨后將概念設計有關的內力進行調整，從而放大抗震的結構構造，這種措施可以有效滿足對第二水準以及第三水準在地震宏觀性能方面的控制要求。第二個階段，就是要對構件結構的彈塑性以及其中的變形進行驗算，同時還要對地震在倒塌狀況下的結構，或者是有特殊要求的一些建筑結構，一定要對它的薄弱部位進行加固，以此來適應在大震發(fā)生時不會倒塌，或者是發(fā)生位移的情況，。

1．2常規(guī)設計和性能設計方法的比較分析

對于常規(guī)的抗震設計而言，它的設計目標是小震不壞，中震可修，大震不倒，具體而言就是在小地震的情況下有相關的性能指標，而在大型地震下有一定的位移要求，剩下的就是宏觀方面的指標，在建筑的使用功能上，具體的分為了甲乙丙丁四種級別，在這四種級別的建筑當中，對防倒塌的要求不盡相同，其余的基本都是一樣的，而針對性能的抗震設計，它是按照使用的功能來劃分的，并且在這個領域提出了很多的預期性能目標，其內容不僅涉及了建筑的結構，同時還包括非結構的，還有一些設施的具體指標。而在具體的實施方法上，常規(guī)的抗震設計是按照指令性和處方的形式進行規(guī)劃和設計的，根據不同的建筑結構概念而進行設計，比如小型地震下的彈性設計，在經驗方面的內力調整內容，以及對構造的放大處理等，這些都是為了達到預期的宏觀設計而落實的具體措施。而針對性能方面的抗震設計，除了滿足最基本的要求以外，還要提出一些滿足預期具體要求的有利論證來作為依據。這方面的內容主要包括建筑結構的體系，依據比較細致的分析內容，還有對完成抗震指標的具體試驗措施等。還要有對這些內容的專業(yè)評價等。通過這幾個方面的對比分析不難發(fā)現，針對于建筑的抗震在性能要求方面的設計方法的提出，成為了當前的發(fā)展趨勢，而且在目前來看，在對高層建筑的結構設計當中，其可行性是非常好的。如果想要在所有的建筑結構中進行推廣，還需要對其進行更深一步的探討，還有相關設計人員自己的理解與掌握。

2高層結構的抗震性能優(yōu)化

在地震水準不同的情況下，對高層的建筑結構在性能水準，還有性能目標方面的要求也不同，具體而言，它的抗震結構性能可以分為下面幾個標準。第一，高層結構在發(fā)生地震之后，最好是完好無損傷，同時在一般的情況下，是不需要進行修理就可以繼續(xù)使用的，而且建筑還要可以進行正常的安全出入以及使用。第二，如果地震發(fā)生后，其結構發(fā)生了非常明顯的損壞，而且大多數的構件都發(fā)生了中等的損壞，從而進入屈服狀態(tài)，在有比較明顯的裂縫下，大部分的構件都有很嚴重的損壞程度，但是其整體的結構并不會發(fā)生倒塌，同時也沒有局部倒塌的情況，建筑中的人員會有一定程度的傷害，但是對他們的生命安全卻沒有太大的威脅。

3結構抗震優(yōu)化計算及試驗要求

3．1建筑結構的模型設計分析

對高層建筑結構，尤其是在性能設計方面的計算要特別嚴格，不僅要對構件的承載力，還有變形進行計算，還要考慮構件在屈服之后其性能發(fā)生的變化。對這些方面的正確計算，對分析建筑的抗震性能，還有結構的實際所受應力情況都能夠直觀表現出來。但是這些計算都是要在合理的力學模型上來計算，而且結果不能脫離實際，否則沒有任何參考價值的，在對結構抗震性能在彈性方面的計算，還有非線性方面的計算中，一定要分析結構的整體模型狀況，還有構件以及節(jié)點的各種數據參數，必須保證其正確合理。如果建筑結構中擁有水平轉換的構件，同時在區(qū)分這些問題的時候，還要對樓層的層數和層高進行計算。在涉及到剪力墻的計算方面，一定要關注對非線性的計算和分析，這對計算出模型的相關參數方面至關重要。如果建筑設計中選用了滑動的支座結構，必須對支座兩側的結構，以及它們之間的相互作用關系進行考慮，否則會對整體的計算模型產生嚴重的影響。

3．2結構抗震試驗的設計要求

在進行高層建筑結構抗震方面的設計時候，在某些方面沒有設計理念，缺乏一些相關的依據時，進行相關的模型試驗很有必要。比如說選用的混凝土要有很高的含鋼率，用這種材料來建設梁柱和剪力墻，在對擁有型鋼的異形截面構件，或者是一些新型的構件進行使用的時候，對這些構件必須要進行相關的模型試驗。在使用桿件比較多的鑄鐵點，還有多級的轉換層，以及讓樓梁側面的樓板發(fā)生開洞，使樓梁本身和梁柱的節(jié)點地方不和樓板產生直接有相連接的關系時，對這些新設計結構的部件必須進行模型試驗。

4總結