优化设计论文精选(九篇)

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第1篇：优化设计论文范文

在喷泉方案设计的过程中，有一条基本原则贯穿始终：结合城市的历史文化背景、经济发展状况、自然气候条件，充分表现出喷泉景观的独特艺术魅力。喷泉景观工程并不是独立存在的，而是作为整体景观的一部分出现在出现在大型广场、公园、步行街、小区花园等场合。方案设计一定要依据建设方的整体要求，重点考虑当地的环境因素、气候因素、使用场合和方式因素，进行整体的构思，设计出整套可行科学的实施方案，城市整体效果服务。因此要把准备工作做精做细，主要有以下几方面：

（1）方案主题结合当地的文化特色。每个城市都有自己的人文背景和民俗特色，喷泉方案设计时一定要结合当地民俗特点，挖掘当地历史背景，紧扣当地文化内涵。结合音乐喷泉构成元素，突出主题。首先，灯光配色方案要符合地方特色。如在内蒙古地区要体现出草原文化，用主题色选择绿色和蓝色分别呼应辽阔的草原和蔚蓝的天空；在延安地区就要展示红色文化，用红色作为主题色。其次，在水型搭配方面突出文化主题。在新疆玛纳斯红酒文化主题广场的音乐喷泉设计时，为了体现红酒主题，特别研制了红酒杯喷头，布成从内到外5层红酒塔，结合不用的灯光和角度照射，使其远看像一个装满美酒的木酒桶，近看像一个装满红酒的红酒杯。为当地主题公园的一个标志性水体，获得了极大的成功。再次，用音乐来呼应主题。喷泉是一个结合了视觉艺术和听觉艺术的综合体，音乐也是有生命的，或低吟，或倾诉、或欢唱。当音乐与水融合在了一起，共同表现出一个共同的主题。更容易抓住观众的眼睛，引起思想上的共鸣。

（2）了解喷泉景观周围的环境特点，使喷泉景观与周围环境融为一体。喷泉坐落的不同位置，选择水型、灯光搭配，音响配置都是不同的。在步行街、小区花园等场合，尽量选择高度比较低，水落点可控的造型，例如水母、雪松、涌泉、蒲公英等等。有人水互动要求的工程必须要充分考虑水的压力因素，防止由于水压过高和意外情况造成人身伤害危险。那些建设在河流胡泊中的喷泉景观，由于与观众的距离较远时，尽量选择一些粗壮、高大水型样式，体现水的力量和气势。例如百米高喷、擎天巨柱等。了解当地的气候环境因素。中国复原辽阔，环境差距特别大。北方多风的地区多选择一些抗风性比较好的水柱造型，并适当加粗出水口径；而南方相对风较小的地区多选择一些水膜，水幕电影方面的水型；针对水位稳定性比较好的地方可以选择雪松或者涌泉水型；水位变动大的地方选择跌水或者波浪脉动水型。

（3）根据景观工程的总体要求，制定切实可行的设计方案。不同类型的喷泉对应不同的功能性。是把喷泉做成一个点缀环境的喷泉小品，还是作为一台综合性的音乐喷泉演出盛宴；是全天候使用还是在主要用于夜间；在喷泉设计初期一定要有明确的意见。每一位喷泉设计师在收到设计任务后，都会根据景观的总体风格，结合考虑总体的投资额度，提出初步的方案，做出效果图和演示动画，模拟喷泉施工完成后的具体情况，给建设方提供直观的具体的印象，然后再酌情调整，最终定稿。喷泉工程实践中有种说法是“大投入大制作，小投入凑合做，不投入没法做”，这就是说对于喷泉工程的方案确定，一定要看菜做饭，切实可行。

（4）充分了解自身喷泉设备的特点。有句话叫“没有金刚钻，别揽瓷器活”，对本公司在喷泉工程设计施工中的优势和不足一定要有充分和客观的认识。在喷泉设备选择，电气管路设计安装、水型选择和搭配方面、控制系统确定方面一定要充分和本公司的专业人士充分论证，扬长避短。在遇到与建设方意见不一致的地方要做好解释工作。不能拍脑门硬上，给后期工作埋下隐患。

2喷泉方案优化设计中容易出现的问题

（1）效果图和效果动画夸张成分太多，脱离的实际。建设方在景观工程建设前的准备阶段，对喷泉效果期望值非常高，但是只停留在概念方面，并没有太具体的形象。而销售人员为了更好的取悦建设方，在效果图和效果动画的方案制作方面过分的夸张，脱离了水和光的变化的物理规律，造成工程建设完成后无法重现动画效果，影响工程整体的进度，也影响了公司信誉。

（2）片面追求方案汇报效果而放弃表演效果。在喷泉实践当中，我们经常遇到的情况是投资预算上封顶不能动，为了喷泉方案做的漂亮，就片面的增加水型组合数量，增加喷头数量，增加配套设备，表面工作做的特别漂亮。但是为了保证正常的利润水平，在一些不突出的地方减低配置水平，增加利润点。比如把通过计算最合理的喷头口径为Φ20，可是这样做的话明显超出预算，于是就把口径缩小到Φ15，进一步能减少水泵的功率、电缆型号、控制设备规格。这样尽管和谐了方案效果和预算投入问题，但是却严重影响了喷泉的艺术表现力。

（3）喷泉水型布局不合理，数量虽多但效果不突出。这个问题在几乎在每个喷泉工程中都有体现。我在喷泉效果编程经常遇到一个困恼：表面用于表现艺术效果的设备很多，可是具体使用的时候又总不够用。以河南南阳音乐喷泉为例，圆形喷泉中心三米的园内集中了飞碟，海鸥，高射三种造型，飞碟和海鸥都是摇摆的造型，占的空间比较大，高射水型对喷高的要求比较高。这三种水型两两干扰，同时打开时形成一片水雾，什么都看不出来，更别提各自的艺术性了。在喷泉表演时，只能有各自独立打开3种组合效果，如果在方案设计时把这三个水型的位置合理安排就可能出现3种独立组合效果+3种两两组合效果+加全开效果共7种组合造型，极大的丰富了表演元素，提升艺术效果。

（4）主题特色不突出，缺乏与周围环境的整体配合。在景观总体规划的指导下，根据安装现场周围环境进行详细的规划设计，结合周围景观的特点、氛围、环境和人文因素的相互关系，确立要营造的气氛，根据特点提炼景观主题，进一步确定主要的水型表演元素，次要元素和背景元素。可以从水型高度、灯光亮度、颜色衬托等多种手段来突出主角，弱化配角，让整个喷泉看起来更加立体。

第2篇：优化设计论文范文

1.1ICA寻优的一般过程

与其他优化算法类似，ICA开始于在搜索空间内随机生成的一定数目的初始解。每一个初始解都被称为一个国家，由优化问题目标函数来评价这些国家的优劣程度。其中一定数目的最优秀的国家被视为帝国主义国家，其他国家被视为殖民地国家，并且被随机分配给帝国主义国家,一个帝国主义国家及其下属的殖民地国家组成一个帝国集团。在分配殖民地国家给帝国主义国家时，每个帝国主义国家分配到的殖民地国家的数目与它的优秀程度成正比。如果某殖民地国家向帝国主义国家移动后，其新位置比帝国主义国家更优秀，则需要互换该殖民地国家和帝国主义国家的位置。各个帝国集团之间会以竞争的形式争夺殖民地国家，从而壮大自身的势力。该过程如下：首先，计算每个帝国集团的总势力（该集团中帝国主义国家的势力与所有殖民地国家势力的平均值的一部分之和），然后，当前势力最弱的帝国内部的最弱的殖民地国家将被置为自由状态；所有的帝国集团通过竞争来获取该自由殖民地国家。势力越大的帝国集团，成功率也越大。随着竞争过程不断进行，势力强的帝国集团占有越来越多的殖民地国家，而势力弱的帝国集团逐渐失去其所有的殖民地。最终，失去所有殖民地国家的帝国集团将被覆灭。当算法迭代一定的次数之后，将只剩下一个帝国，该帝国中的帝国主义国家所代表的解即为算法找到的最优解。

1.2约束处理办法

ICA算法是针对无约束问题设计的，用来优化弹簧结构参数时，必须对问题中的约束条件进行处理。在此，我们假设每个可行解都要优于任何非可行解，人为赋予非可行解更大的目标函数值,同时假设违背约束条件越多的国家，其代表的解也越劣。在算法迭代过程中，检测每个国家与前述约束条件的符合程度。假设某个国家违背了N个约束，则将该国家的目标函数值设定为N*Mnumber.这里，Mnumber为一个数值很大的数，在我们的实验中，取99999。

2、求解实验及结果分析

为了检验本文提出的方法的可行性，并与其他方法进行对比，我们选用了文献中的算例进行优化计算实验和分析。算法程序在MATLAB环境下运行。初始国家数目设置为200，初始帝国数目设置为3，最大迭代次数设置为400次。对于片数为3和4两种情况，分别进行20次实验。由于文献中并未提供[σ]1和[σ]2的值。钢板弹簧片数取为3时，采用ICA算法得到的结果要优于文献中的结果，弹簧质量减少了约2.4%，同时，两种算法得到的应力[σ]2大致相等，但ICA得到的应力[σ]1降低了约23.2%；当钢板弹簧片数取为4时，文献中给出的参数结果并不能满足应力[σ]2的约束要求，而本文的结果满足许可应力的要求。同时根据文献中的数据，原设计中弹簧质量为40.9kg，本文得到的结果为35.3363kg，比原设计减少了13.6%。

3、结论

第3篇：优化设计论文范文

本文中，发动机罩原模型参考日产朗逸旗下某标杆车整车模型的发动机罩模型，材料采用钢材，依据GMW美国通用汽车行业A级车性能标准设计，力学性能良好。将标杆车发动机罩模型的包络线提取出来，创建发动机罩的初始模型后展开内罩板的优化设计。初始模型上保留标杆车的部分特征线，附属的加强板及锁钩继续沿用标杆车模型。

2基于拓扑优化和形貌优化的优化设计方法

设计中将以内罩板作为优化设计对象，设计目标是使模型符合力学性能要求，并通过合理的结构减轻模型的质量。优化设计过程中，将模拟发动机罩常见的6种工况，每种工况均有对应的约束和载荷设置。通过约束住模型的最大变形量来保证模型不超过指定的最大刚度值。最大变形量的位置以及约束上限值可参照GMW通用设计中的性能标准设置，按照标准在指定位置添加约束以及相应载荷。因拓扑优化和形貌优化方法的设计变量及优化过程不同，为了让模型在一次分析中接近结构最优解，将采用拓扑优化和形貌优化相结合的分析方法，在基本参数设置中定义内罩板上两个设计变量，即拓扑优化设计变量单元密度值、形貌优化设计变量形状变量值。优化过程中内罩板上将同时进行两种优化，计算出符合目标的最优化模型。其中形貌优化关系到加强筋的分布，而加强筋本身具有不同的截面结构，为了研究加强筋形状对模型带来的影响，在形貌优化中需对加强筋截面做对比分析。参考其他车的发动机罩及汽车零部件上的加强筋截面形状，形貌优化中将对矩形、半圆形和梯形等3种截面进行分析，对比其带来的效果。根据内罩板的尺寸及内罩板与外罩板之间的间距，合理确定加强筋截面的具体尺寸参数，具体数值见图4，其中截面的厚度预设为2mm。由于初始模型结构尚未成型，优化设计前无法确定其内板和外板间粘胶的连接位置，为了保证优化顺利进行，采用如下方法来设置发动机罩初始模型：参照汽车制造业发动机罩厚度的一般标准值，将外罩板的厚度预设为1．2mm，内罩板作为一个片体暂不设厚度。将两板之间的空腔内填充铝合金材料实体，此时内罩板仅仅相当于填充实体的一包络面。优化过程中以填充实体作为优化对象，优化结束后，发生结构变化的填充实体将作为内罩板，原内罩板则作为一个包络面予以删除。然后根据内罩板结构在合适位置添加粘胶与外罩板连接，并添加加强板及锁钩部件。最后在内、外板边界上生成翻边后完成优化设计过程。

3模型力学性能调整

为了不影响其他刚度值，力学性能优化调整的分析对象设定为从标杆车上沿用的锁钩，通过拓扑优化来寻找合适的锁钩结构，提高锁钩刚度。优化设置时，以锁钩工况为优化环境，变形量上限设置同样参考GMW通用性能标准。通过对锁钩进行分析，寻找满足锁钩刚度要求的结构。.

4总结

第4篇：优化设计论文范文

设计方法

压气机过渡段主要由两部分组成，端壁（轮毂、机匣）与支板，结构如图1所示。其设计难点主要集中在如何通过改变流道端壁形状来达到端壁附面层、支板翼型损失的最小化。衡量其性能的主要参数为总压恢复系数（或总压损失系数）。叶轮机械传统的设计思路是由一些严重影响性能的一个或几个参数出发，参考实验或其他数据给出这些参数与设计要求的经验关系，通过大量统计结果给出设计规律，然后再进行实验或CFD验算。而本文的设计思路则是借助优化算法与气动评估方法的结合开展对参数化后的过渡段的设计优化工作。

一般来说，压气机部件设计大都采用三维优化，但三维优化需要给定优化参数的初值以及变化范围，变化范围太大会造成巨大的计算量，变化范围太小又不足以保证覆盖最佳方案。为了解决以上矛盾，本文将在过渡段初步设计的基础上进行全三维优化设计，设计流程如图2所示。

初步设计：通过求解二维子午平面上的速度梯度方程结合遗传算法对流道几何进行筛选，利用其计算快速的特点可以在参数化空间中进行大范围的搜索，得到最佳初步结果。三维设计：利用三维粘性N-S方程与优化算法的结合对三维参数化模型进行设计，计算耗时较长，但精度较高，直接对需要优化的参数进行计算，并借助神经网络与遗传算法对结果进行优化。初步设计为三维设计提供优化参数初值，以初值为基准，给定优化参数变化范围（比如正负20%），然后在此范围内进行三维粘性优化，得到最优解。

1参数化方法

过渡段参数化即是由自由参数确定过渡段几何形状的过程。参数化的标准是用尽可能少的自由参数覆盖尽可能大的样本空间。图3给出了本文的过渡段参数化方法。根据前人所取得的经验，过渡段流道沿流动方向面积分布对于控制流动损失至关重要，所以本文流道参数化由流道中线+流通面积两个要素来控制，流道中线由4点样条曲线确定，它决定了气流从低压压气机到高压压气机之间的流动方向变化，流通面积则通过流道沿流向的高度(如D1，D2)来控制，D1,D2在几何上已经考虑了支板厚度对于流通面积的阻塞作用。支板部分采取两截面构造支板，积叠线为直线，通过定位点、斜率控制位置。

过渡段造型的步骤为：首先由进口高度中点，出口高度中点，中线两控制点总共4点，通过样条曲线拟合为中线，并假设该中线即为流线，在两控制点处根据给定的准正交流动方向面积（也可以根据需要增加面积控制截面）确定该处对应的流道宽度D1,D2。流道宽度确定以后就可以沿着与中线垂直方向得到轮毂、机匣的两个位置，最后结合这两个位置以及进出口几何尺寸以样条曲线拟合成轮毂机匣端壁，采用的样条曲线为NURBS曲线，可方便地给定进出口几何参数。

2二维、三维计算评估方法

二维评估方法使用流线曲率法求解子午平面上的速度梯度方程来获得流场的初步参数。所求解的速度梯度方程如下：式中MV为子午分速度，l为准正交线长度，α为流线切线与轴向夹角，γ为准正交线与半径方向夹角，mR为计算节点处的曲率半径，r为节点半径，ρ为密度，G为质量流量，m为流线长度，mM为子午马赫数。为了考虑支板对于通道的阻塞作用，定义B为网格节点的阻塞系数，表达式为B=(2πr−支板数×节点处支板厚度)/2πr，κ为阻塞系数的影响因子，代表阻塞作用反映在子午平面上的强弱。

二维计算还需给定相应的损失模型，这里采用的是文献中推导并经实验验证的切应力损失模型。计算中首先由给定的总压损失初场求解速度梯度方程确定速度场，求出速度场后结合混合长度理论求出切应力τ，这里混合长度作为常数，然后由式(2)确定沿流线的总压损失，损失松弛后进入下一次计算，如此迭代可求得收敛的速度场，最后按质量平均计算出口的总压损失。

需要说明的是，以上方法只给出了端壁损失，并考虑了支板厚度对于端壁损失的影响，并没有将支板损失部分考虑进去。二维评估方法中计算结果难以同三维计算结果精度相提并论，但是可以肯定的是二维方法可以明显将局部曲率过大的流道筛除，可以快速得到流向扭曲均匀、面积无多峰值变化的相对好的初步设计结果。

三维计算使用商业软件NUMECA/FINE模块，计算定常流动下的带支板过渡段总体性能，待优化的参数为总压恢复系数。三维计算网格数、计算精度已经经过校验，这里就不详细列出。

3优化算法

初步设计采用的优化算法为单目标遗传算法，采用整数编码，包含有杂交、变异、反转算子。精英沉降策略。采用动态生存压力，算法初期给予较低的生存压力，确保样本多样性与全域搜索能力，后期给予较高的生存压力，可加快不良样本的淘汰。如式(3)通过对样本适应值进行变换，以达到加速进化的目的，其中生存压力为t三维设计使用遗传算法与神经网络结合的优化策略，用DOE得到的样本对神经网络进行训练，得到参数-性能的映射关系，然后运用遗传算法从该映射关系中发掘新的优良样本并对映射关系进行修正，如此迭代使最佳样本性能逐步提高达到最优解，如图4所示。

算例分析

为了检验上文所发展的设计方法，对一个算例进行了设计分析。给定的几何参数为R1h=0.6m，R1m=0.657m，H=0.11m，L=0.5m，R2m=0.394m，进出口面积比Ainlet/Aoutlet=1.0。支板数8个，支板翼型采用NACA642-015A，支板弦长0.3m,支板倾角90度。参数具体含义见图3。为了比较初步结果与三维结果的差别大小，在该算例中对三维优化参数赋予了较大的自由度，图5给出了经过参数化后的流道型线的变化范围。二维计算中流线设定为21条，计算站为11个，如图6所示。三维计算中，计算网格节点数为64万，如图7所示。湍流模型为S-A模型，边界条件为进口总压321200pa,总温400K，出口给定流量228Kg/s，近壁面Y+小于9，进出口延伸长度为通道高度的2.5倍。

优化的最终结果为：过渡段总压恢复系数0.993，总压损失系数0.04。优化之后的流道型线如图8所示。图8中还给出了二维优化的型线和不考虑支板的阻塞的等面积流道型线。可以看出，由于考虑了支板对流通面积的阻塞，二维、三维优化后的流道明显外扩，属于扩张-收缩型通道，并且初步设计结果同三维设计结果略有差异，说明初步设计的结果在一定程度上逼近了三维设计的结果，说明以后可以在三维优化中给予参数适度狭小的变化范围，提高设计优化速度。

图9中设计2为本算例三维优化结果的面积沿流向分布，如图可见，面积变化呈现先增大后减小的趋势，这与文献中优化后的的面积分布规律一致。当然这一变化趋势是在进出口面积相等的条件下得出的。一般认为，过渡段应该处于顺压梯度，这样的设计损失最小，不过考虑到支板的损失与气流速度有关，速度越高损失越大，所以过渡段前半段快速扩压有助于减小支板区的总体流速，进而减小由于支板造成的损失，但是这一扩压过程将造成端壁附面层的加厚，加重损失，所以存在最佳扩压度使总体损失最小。

前半段的面积扩张也给后半段的面积收缩创造了可能。为了说明面积变化规律对于流动损失的影响，下面给出了本算例三维优化结果（采用扩张-收缩面积变化规律，如图9中设计2）与采用收缩-扩张面积变化规律的设计方案（下文简称设计1，仅与设计2对比，非本文设计结果）的一些流场对比。

如图10所示为设计1(design1)与设计2(design2)的出口熵分布比较，可以看出相比设计1，设计2的高损失区域明显减小，附面层的熵最大值减小，支板造成的损失区域、损失大小都减小。图11给出了支板近壁面极限流线，可以看出设计1支板尾部接近轮毂区域出现了较强的二次流动，而设计2没有出现这种情况。

如前文提到的，在轮毂与支板后部交汇处存在着由于轮毂壁面凹曲率和支板翼型收缩造成的双重扩压作用，对于该处角区的低能气流最容易发生分离，设计2之所以没有出现分离，是因为流通面积的收缩抑制了这一双重扩压作用，如图12所示为50%支板高度流面的静压力分布，设计1沿流动方向的压力分布呈现高-低-高的变化，设计2则是低-高-低的变化，从支板中后部开始呈现顺压力梯度。这一变化可以明显减小支板损失部分，而对附面层发展部分影响不大。综上所述，沿流动方向扩张-收缩型通道在减小流动损失方面较为理想，在弥补了支板厚度带来的面积阻塞之后仍然呈现扩张-收缩型，说明压力沿流向低-高-低的变化方式才是最理想的。

结论

1)本文探讨了压气机带支板过渡段设计方法，并发展了相应的设计程序。针对一算例开展了设计工作。初步设计结果同三维结果之间略有差异，说明三维优化前的初步设计对提高优化速度是可行的，肯定了本文关于设计分两步走的方案。

2)过渡段最优解面积分布规律呈现先增大后减小的趋势，并存在最佳扩张度，可使损失最小。这个最佳扩张度应该是进出口面积比、支板翼型等因素共同影响的。

第5篇：优化设计论文范文

(1)确定建筑的高宽比。在规范中房屋高宽比的规定虽然不是一个必须要满足的条件，但是它是一个对结构刚度、整体稳定，抗倾覆能力，承载能力和经济合理性的宏观控制指数。一般满足高宽比限制的结构有更好的抗侧刚度，是比较科学的结构方案。(2)结构设计。在结构设计时，要根据建筑的材料性能、建筑的功能、建筑的高度、抗震设防烈度、抗震设防类别来选择合适的结构体系。(3)要达到建筑造型和功能的要求。在布置水平构件和竖向构件时，要在满足建筑造型和功能的前提下进行选择，比如梁、柱子、板等，使其构成一个空间结构，从而抵抗水平力和竖向力。竖向力主要由竖向可变荷载和建筑物的自重构成，水平荷载主要由地震和风荷载构成。(4)在正常使用的过程中，高层建筑要具有良好的刚度，防止因为出现比较大的位移，导致结构的承载力和稳定性受到影响［1］。(5)对抵抗水平力的结构构件进行合理的布置。要使结构抗侧力的合力中心和水平合力作用点的投影尽可能接近，从而降低出现偏心的情况，避免产生影响建筑物的扭矩。(6)确定抗侧力构件的具置。质量中心要和刚度中心尽可能接近，减小建筑扭转效应。(7)建筑楼层的高度。通常情况下，建筑面积确定时，如果增加建筑楼层的高度会导致单位面积使用的材料数量增加。

2优化多层框架结构柱网的大小

在建筑工程中，框架结构柱网的布局会直接影响工程的造价，当柱距比较小的时候，力的传递路线比较短，楼盖结构使用的材料也相对较少，但是使用的柱构件材料会增加，和基础费用相比，当柱网比较大的时候，会增加梁的高度，提高配筋率，导致造价升高，所以，柱网尺寸的合理性不仅对结构的受力有比较大的影响，而且还会节省材料的使用量［2］。

2．1结构布置的方案

根据建筑场地以及使用功能的具体情况，分别布置三种结构方案进行建模计算对比。

2．2对比方案

本工程使用PKPM－SATWE软件对方案进行计算，前三个阵型的振动周期，X、Y方向的扭转系数和平动系数如表1所示。从表中可知，方案二的扭转周期出现在第二阵型，说明该方案的结构沿两个主轴方向的侧向刚度相差比较大，且扭转周期比已超过0.9，属于特别不规则结构，在地震作用下建筑的扭转效应较大，可能引起不良后果，故结构方案不考虑方案二。在方案一和方案三中，由于方案三的柱距较小，方案三的梁、柱截面积是最小的，方案一的梁、柱截面积次之。经过对模型进行配筋计算，方案一由于Y向的框架梁的跨度适中，并向外挑出，受力比较合理，配筋的计算也会降低很多，而方案三由于柱网很密，计算得到的梁配筋结果都比较小。两个方案的层间位移计算数据均满足规范要求，方案三在位移比控制方面更具优势，说明其在地震作用下的扭转效应更小。在材料用量方面，方案一使用梁向外进行悬挑的方法可以使内跨梁的受力比较合理，材料的使用量比较经济。而方案三和方案一相比，虽然框架柱的柱网比较密，框架柱数量相对较多，但由于框架柱截面以及配筋均比较小，故方案三梁工程的经济指标总体上要小于方案一。例如在本工程中，方案一钢筋含量约为34kg/m2，方案三含量约为33kg/m2，，市场钢筋时价约为4000元，每立方米砼时价约为350元，则方案三梁柱的综合造价比方案一可节省约22100元，经济性较好。在降低结构柱网大小不会对建筑功能造成影响的基础上，使用方案三时，需要对基础造价因素进行考虑，例如当基础的结构形式为天然地基基础时，两种方案的工程量大致是一样的。当以桩基础为基础形式时，工程量和桩的类型有比较大的联系，如果使用承载力比较小的桩型，在布桩数量方面的差距是不明显的。如果使用单桩承载力比较大的大直径桩型，布桩时考虑单柱单桩，由于柱子的数量增加，桩的数量也会有所增加。所以在设计时，要根据具体的基础工程量和楼盖工程量的和来进行柱网尺寸的选择。

3平面规则对建筑结构造成的影响

建筑结构的平面规则性是影响建筑抗震效果的一个重要指标，规则的平面结构的地震反应要远低于不规则平面结构，地震灾害也会比较轻。结构计算可以将地震影响下结构的受力情况反映出来，使设计人员可以更好的根据地震反应情况对结构进行控制，设计出具有良好抗震效果的结构。通常情况下，越是简单的平面形状，单位造价相对来说就比较低。比如圆形结构，不仅受力相对复杂，而且建筑施工比较复杂，施工过程中需要花费比矩形建筑更高的费用。通常情况下，在建筑施工中，矩形和正方形会更加有利于居家布置和施工，此外还可以有效的降低工程的施工造价，在长方形住宅中，以长宽比为1∶2的住宅为最佳［3］。而且由于工程平面规则，可以充分利用抗侧力构件进行水平力的传送，结构的刚度可以达到设计的要求，具有良好的经济性和安全性。

4结语

第6篇：优化设计论文范文

1.1系统用户界面层

系统用户界面层相当于是整个系统的窗门，在该层面的用户可以通过相关操作对整个系统的运行进行控制。同时，系统也会将自身的运行情况和数据信息通过窗口的形式展现给用户，使用户能够对整个系统的运行情况进行详细了解，进而确保整个系统的高效、精确运行。

1.2系统应用服务层

在该层，用户可以对整个系统的具体运行情况和操作进行控制，进而实现对风电机组塔架进行快速设计，并对设计进行进一步优化。在该层面，对Pro/E5.0软件系统的交互集成，主要是通过Pro/ToolkitAPI来实现。

1.3系统数据存储层

在整个优化设计系统中，数据存储层是最重要的组层部分，是整个系统得以实现运行和操作的基础。数据存储层的主要作用，就是对系统运行过程中的相关数据进行存储。按照存储数据的不同，可以将整个数据存储层细分为四个数据库，分别是参数库、实例库、规则库以及模板库。

1.3.1参数库

参数库，顾名思义，其主要作用就是对风电机组塔架的设计参数进行存储，其中，主要包括风电机组本身的技术参数、塔架设计的基本参数、塔架材料参数、零部件几何参数以及塔架设计优化参数等。

1.3.2规则库

规则库所存储的主要是风电机组塔架优化设计中的装配约束关系，而这些装配约束关系数据，都是以固定的规则格式存储在规则库中，当系统运行需要时，直接对其进行调用。

1.3.3实例库

该数据库内存储的主要是已经设计成功的风电机组塔架设计优化案例，详细包括了整个塔架设计过程中所涉及到的相关数据、规则以及零部件配置信息等，主要作用是为了给风电机组塔架设计优化提供可供参考的设计依据。

1.3.4模板库

该数据库的主要作用是对塔架优化设计的模板文件进行存储，通过这些模板文件能够直接对塔架的整体骨架进行快速组装和设计。而这些模板文件都存储在指定目录之下，当系统设计需要时可以直接通过目录进行调用。

2风电机组塔架优化设计系统功能分析

2.1结构配置模块

首先，设计人员要在对风电机组塔架设计具体需求的基础上，对整个风电机组塔架的总体结构进行初步设计，并由企业管理人员对初步设计方案进行审查，确定设计方案满足要求之后存储方案继续进行下一设计环节。其次，在完成塔架总体结构设计之后，设计人员应该在塔架总体结构初步设计的基础上对整个塔架的零部件进行选择，同时，为了确保选择的合理性，设计人员应该从现有结构模型中进行选择，以确定所选零部件的性能属性能够满足塔架优化设计要求，确定没有问题之后，、对零部件选择方案进行存储。在此过程中设计人员还应该注意，不论是在接下来的设计中发现塔架总体结构设计中出现问题，还是企业要对塔架设计进行适当调整，设计人员都应该在原有设计方案之下对塔架的总体设计进行调整和修改，并将修改之后的方案进行存储。

2.2分析优化模块

该功能模块的主要作用是对塔架总体结构的设计进行分析，并对分析结果进行优化处理。在该功能模块，设计者需要先从结构配置模块中取出塔架总体结构设计的主要数据，并针对结构数据对初始参数进行准确设定。然后，再利用有限元分析软件建立起有限元分析模型，病通过求解器对塔架总体结构的静态强度和模拟形态进行详细计算和分析，得出优化结果。最后，根据优化结果对塔架总体结构进行优化设计，并再次将优化结果存储。

2.3参数化设计模块

在通过以上两个模块对整个风电机组塔架总体设计进行确定之后，就需要通过参数化设计模块对塔架总体结构的相关设计参数进行提出分析和构建零件三维模型。通过参数化设计模块，设计人员可以在对塔架总体设计结构的相关参数进行提出之后，利用Pro/E二次开发接口将所得参数层输送到参数化程序中，由该程序对整个塔架的总体结构进行计算分析和参数化，然后生成塔架零件的三维模型，为塔架零件的选择和构造提供科学有效的参考依据。

2.4设计输出模块

设计输出模块的主要作用是将确定整体设计塔架的结构转化成二维工程图进行输出，附带详细的总体结构图、部件图和零件图，并注明详细尺寸和材料具体要求，以确保整个塔架优化设计的顺利实现。

3结束语

第7篇：优化设计论文范文

剪纸艺术作为民间艺术门类中最具特色的一种，它的历史源头也是从原始艺术开始。

1、民间剪纸艺术的历史进程

从商代开始已经有了金银箔、皮革或丝织品进行接空刻花制作装饰品。这些用银箔镂空而成的装饰物，可以说是已经形成了剪纸的雏形。西汉时，用麻纸剪了李妃的影象为其招魂，这大概是最早的剪纸。唐代已将剪纸图案应用于其它工艺方面。自汉至唐出现了一种金银镶嵌技术工艺，在漆地上显出金光灿烂的花纹。宋代剪纸用于工艺装饰的一个重要创造，图案题材很多，造型生动、活泼。在清代，致使剪纸进入宫廷。

2、民间剪纸艺术的现状

民间剪纸具有悠久的历史文化，作为我国古老的民间艺术，它风格独特，深受国内外人士所喜爱。剪纸艺术起源于我国的平面镂刻艺术，在汉至南北朝时期手艺已相当娴熟，在清朝中期得到蓬勃发展，是剪纸的繁盛年代。然而，时代的更换导致人们的审美转化，剪纸艺术渐渐不能适应生活需要，为此，新生代剪纸孕育而生。

二、民间剪纸在海报设计中的融合

海报设计越来越受到西方设计思想的影响，我国在设计海报时，在不断模仿国外海报设计理念的同时，海报在国内反响不激烈，发现我国民族文化被渐渐淡化出视野，海报文化有主见被取代的趋势。

1、民间剪纸艺术融入海报设计中的必要性

海报现今已在人们生活中非常流行，不禁造型优化，而且设计出来的画面让人振奋，但是还是有多数设计令人费解，设计理念与文化相悖，丧失真正的文化个性。从审美的角度看，这不能不说是造成人们怀念民间艺术心态和产生回归意识的一个重要原因。将传统剪纸艺术能够合理的融入现代海报设计中，是现代海报设计发展的必由之路。

2、优秀作品融入民间剪纸元素的案例分析

中国共享软件联盟论坛的海报设计，就是以中国传统的民间剪纸艺术与海报设计结合，将中国传统元素中的剪纸，以现代的设计理念和表现手法将民间剪纸应用于现代平面设计中，能够直接体现共享软件联盟所表达的内容，并对现代海报设计艺术将起着积极的推进作用。

三、民间剪纸艺术在海报设计中的启示

1、民间剪纸艺术在海报设计中的“本土”造型性

对于现存的民间剪纸，我们不能忽视它在就的年代做出的贡献，给人们带来对新生活的寄望，时过境迁也不能说传统剪纸没有一席之地。我们应该冷静以客观的态度看待，如今，剪纸艺术作为一种我国文化传承，也能让我们从中汲取所需要的东西，同样，还可以进行“复古”的设计理念，把传统剪纸最精华的理念结合现代人的审美观念有效结合，从剪纸文化中的朴实、随意和幻想中对现代海报给予启示。

2、民间剪纸艺术在海报设计中的形式表现性

第8篇：优化设计论文范文

1.1研究对象

该零能耗太阳能住宅位于天津市天津大学26号教学楼旁，北纬39.1°，东经117.2°，海拔5m。运用Airpark2.1模拟软件模拟参赛建筑室内通风工况，作为建筑设计前期的室内风量预测，优化设计方案。首先建立住宅物理模型和数学模型，然后划分网格和求解。建筑布局：建筑风格以“徽派民居”为原型，空间布局吸取中国传统的“庭院”布局，既可作为整个空间布局的视觉中心，又可成为建筑空间的“环境调节区”，同时解决建筑的采光、通风问题。建筑空间布局围绕中庭南向依次布置餐厅、客厅、书房、卧室，在北向布置卫生间、厨房，成为“温度阻尼区”。住宅采用木结构体系，墙体采用欧松板和聚苯乙烯复合的SIP结构板。室内家用电器齐全，根据生活需求配置相应的工作任务来考核室内的物理环境控制情况，为住宅的平面图。

该零能耗住宅建筑面积为74m2。建筑北侧卫生间窗户为1.2m×0.35m，厨房窗户为1.35m×0.6m；建筑南侧书房的有效通风面积为0.8m×0.8m，餐厅窗户为1.4m×1.2m，所有侧窗距地板高度均为0.9m；在中庭上空安装了3扇1.4m×1m的天窗，天窗距室内地面高度为2.5m。住宅为3口之家使用，室内家电齐全：1台笔记本电脑、1台电视、烤箱、电磁炉、冰箱、5盏荧光灯等。数值模拟方法分别对人坐、站立、行走高度的风环境进行模拟，使室内空间具有良好的通风组织。根据零能耗太阳能住宅原型的自然通风特性和内部布局，进行大气边界条件的设置并建立室内不同工况的自然通风模型，再选用k-ε两方程湍流模型进行模拟求解。室外送风口送风风速为5.5m/s，送风温度为20℃，送风湿度为30%，相对湿度为40%。根据居住设计要求，室内四季恒温24℃±1℃，并且始终保持40%~55%的湿度，室内空气悬浮颗粒物、CO2浓度等均有严格的指标控制。本课题研究的是住宅室内自然通风，选择标准k-ε湍流模型。动量松弛因子和压力松弛因子取值分别为0.7和0.3。

1.2网格划分

网格的划分质量决定计算结果的精度和运算时间。网格单元最大X、Y、Z尺寸为该空间相应方向尺寸的1/25，Airpak2.1软件自动生成模型中各个区域的网格，调整网格的疏密和网格质量，网格数48175，检查最小网格单元容积，网格质量划分良好。根据运行求解，迭代次数适中，计算收敛良好。

1.3模拟方法模拟条件

送风风速为5.5m/s，室外空气温度为30℃，笔记本电脑开启，1人坐在电脑桌前，室内共3人活动。室内冰箱、电脑热源开启。室内风压、热压共同作用的自然通风常出现温度分层，模拟取X=4.8m、Y=2.5m、Z=2.8m处的测试断面，测点选取离地板高度H=0.8m、H=2m的位置，这些测点能较全面反映该住宅内的温度场和速度场分布情况。

2模拟结果分析

建筑室内送风口的形式、数量和位置、排（回）风口位置、送风参数（送风温度、送风口风速）、风口尺寸等均会影响气流流动模式，通过不同工况的模拟，预测流场来指导设计和探讨紊流模型的准确性。由于自然通风气流运动具有不可控制性，模拟计算均是在特定的通风模式下进行稳态模拟。比较建筑有无天窗对室内温度场和速度场的影响分布为了验证设计方案的合理性，运用Airpark2.1模拟软件对有无天窗2种工况的室内通风情况进行比较，以期将室内的平均温度控制在热舒适度范围内，

3结语

(1)通过简化室内自然通风模型

应用Airpak2.1软件对零能耗太阳能住宅原型室内气流组织进行数值模拟研究，速度矢量图、PMV云图可以有效预测室内的风环境，通过对建筑有无天窗、窗户开启方式和位置进行设计，从而优化室内气流组织，提高人体热舒适性。

(2)自然通风物理模型的模拟结果

第9篇：优化设计论文范文

1．1常规抗震设计和性能设计方面的区别

性能设计提出小震不坏，中震可修，大震不倒的设计宗旨。与常规抗震设计的区别在于，第一，它的设计目标主要针对小地震，中型地震还有大型地震。而且还通过对全国65个城镇的地震所发生的概率，从而再对地震的强烈程度进行衡量，确保房屋建筑不发生破坏，达到可修，不倒的目标，通过对这些要求的论述可以看出，这些大多数都是针对建筑在宏观性能方面的控制。第二，为了实际施工中的效果有有据可依，最终选用了分两个阶段的简化分析方法，第一个步骤是对结构的构建进行验算，主要是对它的承载力进行计算。对这个计算，具体是选用了在地震比较小的情况下，按照相应的弹性反映理论，通过计算得到在小震作用下的标准值，以及相应的地震作用下的内力以及形变效应。通过可靠的分析，从而得到构件承载力的具体结果。随后将概念设计有关的内力进行调整，从而放大抗震的结构构造，这种措施可以有效满足对第二水准以及第三水准在地震宏观性能方面的控制要求。第二个阶段，就是要对构件结构的弹塑性以及其中的变形进行验算，同时还要对地震在倒塌状况下的结构，或者是有特殊要求的一些建筑结构，一定要对它的薄弱部位进行加固，以此来适应在大震发生时不会倒塌，或者是发生位移的情况，。

1．2常规设计和性能设计方法的比较分析

对于常规的抗震设计而言，它的设计目标是小震不坏，中震可修，大震不倒，具体而言就是在小地震的情况下有相关的性能指标，而在大型地震下有一定的位移要求，剩下的就是宏观方面的指标，在建筑的使用功能上，具体的分为了甲乙丙丁四种级别，在这四种级别的建筑当中，对防倒塌的要求不尽相同，其余的基本都是一样的，而针对性能的抗震设计，它是按照使用的功能来划分的，并且在这个领域提出了很多的预期性能目标，其内容不仅涉及了建筑的结构，同时还包括非结构的，还有一些设施的具体指标。而在具体的实施方法上，常规的抗震设计是按照指令性和处方的形式进行规划和设计的，根据不同的建筑结构概念而进行设计，比如小型地震下的弹性设计，在经验方面的内力调整内容，以及对构造的放大处理等，这些都是为了达到预期的宏观设计而落实的具体措施。而针对性能方面的抗震设计，除了满足最基本的要求以外，还要提出一些满足预期具体要求的有利论证来作为依据。这方面的内容主要包括建筑结构的体系，依据比较细致的分析内容，还有对完成抗震指标的具体试验措施等。还要有对这些内容的专业评价等。通过这几个方面的对比分析不难发现，针对于建筑的抗震在性能要求方面的设计方法的提出，成为了当前的发展趋势，而且在目前来看，在对高层建筑的结构设计当中，其可行性是非常好的。如果想要在所有的建筑结构中进行推广，还需要对其进行更深一步的探讨，还有相关设计人员自己的理解与掌握。

2高层结构的抗震性能优化

在地震水准不同的情况下，对高层的建筑结构在性能水准，还有性能目标方面的要求也不同，具体而言，它的抗震结构性能可以分为下面几个标准。第一，高层结构在发生地震之后，最好是完好无损伤，同时在一般的情况下，是不需要进行修理就可以继续使用的，而且建筑还要可以进行正常的安全出入以及使用。第二，如果地震发生后，其结构发生了非常明显的损坏，而且大多数的构件都发生了中等的损坏，从而进入屈服状态，在有比较明显的裂缝下，大部分的构件都有很严重的损坏程度，但是其整体的结构并不会发生倒塌，同时也没有局部倒塌的情况，建筑中的人员会有一定程度的伤害，但是对他们的生命安全却没有太大的威胁。

3结构抗震优化计算及试验要求

3．1建筑结构的模型设计分析

对高层建筑结构，尤其是在性能设计方面的计算要特别严格，不仅要对构件的承载力，还有变形进行计算，还要考虑构件在屈服之后其性能发生的变化。对这些方面的正确计算，对分析建筑的抗震性能，还有结构的实际所受应力情况都能够直观表现出来。但是这些计算都是要在合理的力学模型上来计算，而且结果不能脱离实际，否则没有任何参考价值的，在对结构抗震性能在弹性方面的计算，还有非线性方面的计算中，一定要分析结构的整体模型状况，还有构件以及节点的各种数据参数，必须保证其正确合理。如果建筑结构中拥有水平转换的构件，同时在区分这些问题的时候，还要对楼层的层数和层高进行计算。在涉及到剪力墙的计算方面，一定要关注对非线性的计算和分析，这对计算出模型的相关参数方面至关重要。如果建筑设计中选用了滑动的支座结构，必须对支座两侧的结构，以及它们之间的相互作用关系进行考虑，否则会对整体的计算模型产生严重的影响。

3．2结构抗震试验的设计要求

在进行高层建筑结构抗震方面的设计时候，在某些方面没有设计理念，缺乏一些相关的依据时，进行相关的模型试验很有必要。比如说选用的混凝土要有很高的含钢率，用这种材料来建设梁柱和剪力墙，在对拥有型钢的异形截面构件，或者是一些新型的构件进行使用的时候，对这些构件必须要进行相关的模型试验。在使用杆件比较多的铸铁点，还有多级的转换层，以及让楼梁侧面的楼板发生开洞，使楼梁本身和梁柱的节点地方不和楼板产生直接有相连接的关系时，对这些新设计结构的部件必须进行模型试验。

4总结