[发明专利]一种结构噪声不确定性优化系统及方法

摘要

一种结构噪声不确定性优化系统及方法，由系统框架程序和5个子模块组成，包括：结构声学特性确定性分析模块、结构声学特性不确定性分析模块、结构噪声确定性优化模块、结构噪声不确定性优化模块及后处理模块。该方法在对结构声学特性进行确定性分析、不确定性分析的基础上实现结构噪声不确定性优化设计。该方法将处理不确定性问题的优化模型和各类算法集成到系统中，为非专业人士进行结构噪声不确定性分析、优化提供了便利的工具。

主权项

一种结构噪声不确定性优化系统，其特征在于包括：结构声学特性确定性分析模块、结构噪声确定性优化模块、结构声学特性不确定性分析模块、结构噪声不确定性优化模块、后处理模块及用于集成上述模块的系统框架程序；其中：结构声学特性确定性分析模块：用于实现结构声学特性确定性计算、分析的功能；从输入参数文件中解析各参数值，将参数值写入数值计算模型文件；调用声学计算软件，对数值计算模型文件进行求解计算，得到计算结果文件；从结果文件中解析出所需响应值，包括设计域声压、结构辐射总声能，写入输出响应文件；结构噪声确定性优化模块：用于实现结构噪声确定性优化设计的功能；判断确定性优化配置文件是否存在，如不存在则由确定性分析模块的输入、输出文件解析出输入参数和输出响应，如果存在则由配置文件解析，供用户进行优化设置；将用户对优化模型的设置结果，写入优化配置文件中；解析不确定性优化配置文件中的数据传入优化软件模板文件，调用优化软件对修改后的模板文件进行计算，优化结束，保存优化结果和过程数据；结构声学特性不确定性分析模块：用于进行结构声学特性不确定性分析，包括不确定性传播和指标计算两个部分；不确定性传播实现为：判断是否存在不确定性分析的输入文件，如果存在从该文件中解析出各项输入参数，如果不 存在从确定性分析的输入参数文件中解析出各项输入参数，供用户进行选择和设置；根据用户对不确定性量化和不确定性传播的设置，调用相应不确定性传播算法生成若干输入参数的样本点，并多次调用确定性分析模块，得到相应的若干输出响应样本点；调用相应不确定性算法，由若干响应样本点计算出响应的不确定性分析结果；指标计算实现为：判断配置文件及其中的不确定响应分析数据是否存在；由配置文件读取响应的不确定性分析结果；调用相应指标计算算法，得到响应的可靠性或鲁棒性计算结果；将计算结果写入输出文件和配置文件；结构噪声不确定性优化模块：用于实现结构噪声不确定性优化设计的功能；判断不确定性优化配置文件是否存在，如不存在则由不确定性分析模块的输入、输出文件解析出输入参数、输出响应和不确定性指标，存在则由配置文件解析，供用户进行优化设置；将用户对优化模型的设置结果，写入优化配置文件中；解析不确定性优化配置文件中的数据传入优化软件模板文件；调用优化软件对修改后的模板文件进行计算，优化结束，保存优化结果和过程数据；后处理模块：此模块用于将优化迭代过程中的设计参数、优化变量、目标函数值、灵敏度、稳健性物理量的变化历程展示出来，并以图片格式输出；从过程数据文件中读取各物理量在优化过程中每一步迭代的数值，以表格形式显示在界面上；根据用户的选择和设置，获取相应某个物理量优化过程数据，以曲线图或折线图的形式显示；如果需要保存则将显示出的曲线图或折线图导出为图片格式；系统框架程序：用于实现各子模块的集成和数据的传递与管理，主要功能包括对结构噪声不确定性优化设计工程的建立、打开操作，以及对各子模块的调用；建立结构噪声不确定性优化设计工程，根据用户输入的路径和工程名称，在路径下建立以工程名称命名的文件夹；在文件夹中建立与结构声学特性确定性分析、结构声学不确定性分析、结构噪声确定性优化、结构噪声不确定性优化四个模块对应的文件夹；将各模块运行所需文件的模板拷贝到对应文件夹下，并对文件中的参数进行初始化；各子模块的调用时，获取工程文件夹所在路径，和优化系统所在路径，从而获得模块调用所需路径；由调用模块执行程序路径、模块调用所需的文件或文件夹路径及命令参数，生成命令行，用命令行方式调用模块。