船舶优化设计的代理模型方法

目录第1章 绪论 1 1.1 研究背景 3 1.2 关键技术 4 1.3 研究进展 4 1.3.1 高效全局优化方法研究进展 5 1.3.2 代理模型辅助智能优化方法研究进展 11 1.3.3 代理模型辅助合作协同进化方法研究进展 12 1.3.4 优化设计代理模型方法在船舶工程中的应用研究进展 16 参考文献 17 第2章 序贯代理模型方法的基本理论 33 2.1 代理模型原理 35 2.1.1 单精度Kriging代理模型 35 2.1.2 变可信度Kriging代理模型 37 2.2 标准高效全局优化方法 41 2.2.1 标准无约束EI准则的高效全局优化方法 41 2.2.2 标准无约束PI准则的高效全局优化方法 45 2.2.3 标准LCB准则的无约束高效全局优化方法 46 2.2.4 标准约束高效全局优化方法 46 2.3 代理模型辅助智能优化方法 51 2.3.1 遗传算法基本原理 51 2.3.2 合作协同进化算法基本原理 53 2.3.3 基于个体管理策略的代理模型辅助进化算法 54 2.3.4 基于代数管理策略的代理模型辅助进化算法 56 参考文献 57 第3章 基于信息熵的单精度序贯Kriging代理模型下置信边界优化方法 59 3.1 概述 61 3.2 基本思想 61 3.3 求解流程 62 3.4 数值算例及分析 65 参考文献 71 第4章 基于约束精度自检测的多阶段协同序贯代理模型优化方法 73 4.1 概述 754.2 目标函数和约束函数代理模型序贯加点准则 75 4.2.1 目标函数代理模型序贯加点准则 75 4.2.2 约束函数代理模型序贯加点准则 76 4.3 约束代理模型边界精度自检测方法 77 4.4 多阶段优化设计求解流程 78 4.5 数值算例及分析 80 4.5.1 示例函数 80 4.5.2 额外数值测试函数 84 参考文献 86 第5章 基于置信区间的序贯单精度代理模型辅助遗传优化方法 87 5.1 概述 89 5.2 基本思想 91 5.3 求解流程 93 5.4 数值算例及分析 97 参考文献 101 第6章 基于混合分组策略和样本迁移的协同贝叶斯优化方法 103 6.1 概述 105 6.2 混合分组策略 106 6.3 样本迁移策略 108 6.3.1 加法可分子问题的样本迁移策略 108 6.3.2 加法不可分问题的迁移GPR 模型 110 6.4 CBO-HGST 113 6.5 数值算例及分析 115 6.5.1 基准测试函数信息及参数设置 115 6.5.2 算法对比 116 6.5.3 参数分析 118 6.5.4 有效性分析 121 参考文献 122 第7章 基于变可信度PI准则的高效全局优化方法 123 7.1 概述 125 7.2 基本思想 125 7.2.1 拓展PI准则 125 7.2.2 约束拓展PI准则 128 7.3 求解流程 129 7.4 数值算例及分析 130 7.4.1 演示算例及分析 130 7.4.2 数学算例及分析 133 参考文献 142 第8章 基于信息熵的变可信度序贯代理模型下置信边界优化方法 143 8.1 概述 145 8.2 基本思想 145 8.3 求解流程 146 8.4 数值算例及分析 150 参考文献 152 第9章 基于CoV-LCB准则的变可信度序贯代理模型优化方法 153 9.1 概述 155 9.2 变可信度置信下界优化方法 155 9.2.1 变可信度置信下界准则 155 9.2.2 VF-LCB优化方法流程 157 9.2.3 数值算例及分析 158 9.3 变可信度约束置信下界优化方法 166 9.3.1 PoF函数辅助的变可信度置信下界优化方法 166 9.3.2 变可信度约束置信下界准则 166 9.3.3 VF-CLCB优化方法流程 169 9.3.4 数值算例及分析 170 参考文献 177 第10章 基于约束精度自检测的多阶段协同变可信度序贯代理模型优化方法 179 10.1 概述 181 10.2 目标和约束函数序贯加点准则 181 10.2.1 目标函数序贯加点准则 181 10.2.2 约束函数序贯加点准则 181 10.3 多阶段优化设计求解流程 184 10.4 数值算例及分析 186 10.4.1 示例函数 186 10.4.2 额外数值测试算例 191 参考文献 194 第11章 基于阈值多峰期望提高准则的并行高效全局优化方法 195 11.1 概述 197 11.2 基于阈值多峰EI准则的并行无约束EGO算法 197 11.2.1 基本思想 197 11.2.2 算法流程 199 11.2.3 阈值设置 202 11.2.4 数值算例及分析 202 11.3 基于阈值多峰CEI准则的并行约束EGO算法 209 11.3.1 阈值多峰CEI准则 209 11.3.2 数值算例及分析 210 参考文献 216 第12章 基于伪期望提高准则的并行高效全局优化方法 217 12.1 概述 219 12.2 基于伪EI 准则的并行无约束EGO算法 219 12.2.1 基本思想 219 12.2.2 影响函数 221 12.2.3 伪EI准则 223 12.2.4 算法流程 224 12.2.5 数值算例及分析 225 12.3 基于伪CEI准则的并行约束EGO算法 229 12.3.1 伪CEI准则 229 12.3.2 算法流程 229 12.3.3 数值算例及分析 230 参考文献 233 第13章 水下航行器非耐压加筋圆锥壳振动约束轻量化设计 235 13.1 概述 237 13.2 优化设计数学模型 237 13.3 基于并行EGO算法的优化设计 240 13.3.1 阈值多峰CEI算法的优化结果分析 241 13.3.2 伪CEI算法的优化结果分析 244 13.4 基于置信区间序贯代理模型的优化设计 247 参考文献 249 第14章 水下航行器变刚度加筋圆柱壳稳定性优化设计 251 14.1 概述 253 14.2 优化设计数学模型 253 14.3 基于约束精度自检测多阶段协同算法的优化设计 258 14.4 基于变可信度EGO算法的优化设计 263 参考文献 265 第15章 油轮中剖面优化设计 267 15.1 概述 269 15.2 优化设计数学模型 269 15.3 基于迁移代理模型辅助的合作贝叶斯优化设计 272 15.3.1 优化算法及参数设置 272 15.3.2 优化结果及分析 273 参考文献 275