多學科設計最佳化

多學科設計最佳化是一種充分探索子系統相互作用的複雜系統設計方法論。

基本介紹

• 中文名：多學科設計最佳化
• 外文名：Multidisciplinary Design and Optimization
• 實質：子系統相互作用複雜系統方法論
• 提出者：美國國家航空航天局
• 基本原理：系統中相互作用的協同機制

理論的提出

多學科設計最佳化最早是由美國國家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration ,NASA）高級研究院、現任美國航空航天學會（American Institute of Aeronautics and Astronautics,AIAA）多學科設計最佳化技術委員會主席Sobieszczanki-Sobieski提出，是一種探索子系統相互作用的複雜系統設計方法論。

基本原理

通過探索和利用系統中相互作用的協同機制，利用多目標策略和計算機輔助技術來設計複雜系統及子系統，可以有效縮短設計周期，獲取系統整體最優性能。

發展歷程

國外

美國航空航天協會在1991年成立多學科設計最佳化技術委員會。

作為創始人的NASA，在1994年成立了多學科設計最佳化分部，開展包括高速民航客機在內的飛行器多學科設計最佳化。

美國各院校紛紛成立多學科設計最佳化研究機構，開展多學科設計最佳化基礎理論的研究。如維吉尼亞州立大學率先聯合成立了先進飛行器的多學科分析與設計中心。

Stanford大學針對飛行器開展的多學科設計最佳化的研究，形成了飛行器初步設計和三維結構設計的多學科設計最佳化方法等，並套用於BWB飛行器。

國內

西北工業大學、北京航空航天大學、南京航空航天大學等開展了飛行器多學科最佳化方法的研究。

國防科技大學等開展了飛彈的多學科設計最佳化。

西北工業大學開展了發動機多學科設計最佳化方法研究工作，如參數化建模技術、耦合信息傳遞技術、近似技術、多學科最佳化方法等。

優勢

多學科設計最佳化與傳統設計方法相比具有如下優勢：

①考慮學科間耦合設計，更加貼切問題的實質，高保真。

②多學科綜合最佳化設計，採用多目標機制平衡學科間影響，探索整體最優解，避免串列重複設計導致的人力、物理、財力浪費。

③協同/並行設計，縮短設計周期。

套用領域

套用研究集中在飛機、飛彈和發動機等領域。