船用大功率柴油机涡轮增压器多学科设计优化

　　本书是针对船舶动力装置涡轮增压器多学科设计优化研究的一本专著，它是科技部863项目“航空发动机涡轮寿命与可靠性综合设计及验证技术”、国防科工局科研项目以及型号项目研究成果的整理和汇集，是多学科设计优化理论研究和工程实践相结合的成果，研究内容涵盖了多学科设计优化理论体系的各个方面。全书包括11章，内容包括：涡轮增压器多学科设计优化概述；涡轮增压器几何参数化造型设计；多学科设计优化解耦与重构机制；多学科可行方法及并行优化方法在涡轮增压器设计中的应用；效率与精度的权衡策略；多学科不确定性建模方法；多目标优化方法；多学科集成设计环境等。本书可供高等院校叶轮机械设计、多学科设计优化等专业的高年级本科生、研究生和教师使用，也可供相关专业的研究人员和工程技术人员参考。

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前言
第1章 涡轮增压器多学科设计优化概述
    1.1 船用涡轮增压器
        1.1.1压气机的工作原理及结构形式
        1.1.2 涡轮的工作原理及结构形式
        1.1.3 船用涡轮增压器的转子系统
    1.2 多学科设计优化理论体系
        1.2.1 解耦与重构方法
        1.2.2 效率与精度权衡策略
        1.2.3 多目标优化方法
        1.2.4 多学科不确定性建模方法
        1.2.5 多学科集成设计环境
        1.2.6 数值仿真模型的校核
    1.3 本书的主要工作
    参考文献
第2章 涡轮增压器几何参数化造型设计
    2.1 径流式叶型中弧线设计方法
        2.1.1 子午面型线设计
        2.1.2 z-θ流面型线设计
        2.1.3 Bezier曲线
        2.1.4 径流式叶型的生成
    2.2 径流式叶型非均匀有理B样条设计方法
    2.3 轴流式叶型设计
        2.3.1 平面叶栅型线设计理论
        2.3.2 五次多项式方法
        2.3.3 叶型造型实例
    2.4 叶身积叠成型
    2.5 涡轮增压器核心部件造型设计
    2.6 小结
    参考文献
第3章 涡轮增压器学科分析理论
    3.1 流场分析理论
        3.1.1 雷诺平均下的N-S方程
        3.1.2 湍流模型
        3.1.3 交界面的数值处理
        3.1.4 涡轮增压器流场特性分析
    3.2 传热分析理论
        3.2.1 传热分析的基本理论
        3.2.2 对流换热的数值计算方法
        3.2.3 涡轮增压器对流换热分析
    3.3 结构分析理论
        3.3.1 结构计算的基本理论
        3.3.2涡轮增压器结构相关学科分析
    3.4 转子动力学分析方法
        3.4.1 临界转速计算方法
        3.4.2转子系统不平衡响应计算方法
    3.5 滑动轴承动力系数求解方法
        3.5.1 滑动轴承的雷诺方程
        3.5.2 油膜刚度和阻尼系数
        3.5.3 油膜刚度和阻尼系数的计算
        3.5.4 算例分析
    3.6 小结
    参考文献
第4章 多学科解耦-重构方法与耦合信息传递
    4.1 多学科设计优化解耦与重构方法
        4.1.1 耦合系统分析
        4.1.2 系统重构方法
    4.2 参数空间插值传递方法
        4.2.1 参数空间插值方法
        4.2.2 插值函数
        4.2.3 算例
    4.3 动网格技术
        4.3.1 网格重生成方法
        4.3.2 网格变形技术
    4.4 小结
    参考文献
第5章 涡轮增压器多学科可行优化设计
    5.1 多学科可行方法
    5.2 离心式压气机多学科可行优化设计
        5.2.1 离心式压气机多学科分析
        5.2.2 优化设计
    5.3 涡轮多学科可行优化设计
        5.3.1 涡轮多学科分析
        5.3.2 优化设计
    5.4 涡轮增压器整机多学科优化设计
    5.5 小结
    参考文献
第6章 效率与精度的权衡策略
    6.1 试验设计与分析
        6.1.1 试验设计方法
        6.1.2 主次因素分析
    6.2 近似技术
        6.2.1 近似技术概述
        6.2.2基于近似方法的离心压气机气动优化
        6.2.3基于近似方法的涡轮多学科设计优化
    6.3 变复杂度设计方法
        6.3.1 变复杂度设计方法概述
        6.3.2离心式压气机耦合松弛多学科优化设计
    6.4 小结
    参考文献
第7章 多学科并行优化设计方法
    7.1 协同优化方法
    7.2 并行子空间优化方法
    7.3 并行优化系统的应用
        7.3.1 协同优化设计
        7.3.2 并行子空间优化设计
    7.4 基于近似模型的协同优化方法
    7.5 优化方法的比较
    7.6 小结
    参考文献
第8章 多目标优化方法
    8.1 多目标优化问题的特点
        8.1.1 多目标优化问题的数学描述
        8.1.2 Pareto解集的定义
    8.2 基于偏好的多目标优化方法
        8.2.1 线性加权法
        8.2.2 改进的线性加权法
        8.2.3 极大-极小法
        8.2.4 理想点法
        8.2.5 ε-约束法
    8.3 非偏好的多目标优化方法
        8.3.1 多目标遗传算法
        8.3.2 多目标粒子群优化算法
    8.4 基于多目标遗传算法的优化设计
        8.4.1 多目标优化算例
        8.4.2基于多目标遗传算法的压气机优化设计
    8.5 小结
    参考文献
第9章 多学科不确定性建模及优化设计
    9.1 可靠性分析理论
        9.1.1 可靠性分析基本概念
        9.1.2 可靠性分析方法
    9.2 增压器涡轮不确定性分析
    9.3 基于可靠性的多学科设计优化
        9.3.1 基于可靠性的优化设计方法
        9.3.2基于可靠性的多学科设计优化方法
        9.3.3基于近似技术的多学科综合可靠性优化设计
    9.4 小结
    参考文献
第10章 多学科集成设计优化环境
    10.1 多学科集成设计环境的功能分析
        10.1.1 多个学科的集成环境
        10.1.2变量设定、数据管理、历程可视化
        10.1.3 优化算法库
        10.1.4 试验设计、近似技术
        10.1.5 质量工程
    10.2 软件框架及介绍
        10.2.1 软件总体框架
        10.2.2 软件介绍
    10.3 算例分析
        10.3.1 算例1:工字梁减重优化
        10.3.2算例2:增压器涡轮多学科设计优化
    10.4 小结
    参考文献
第11章 数值仿真模型的校核
    11.1 建模与仿真的VV&A技术
        11.1.1建模与仿真的VV&A技术
        11.1.2复杂系统数值仿真VV&A的解决思路
    11.2 基于优化方法的模型校核
    11.3 方法验证和结果分析
    11.4 小结
    参考文献