基于差异演化算法的高速储能飞轮形状优化设计.pdf
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38 1 吉林 大学 学 报 ( 工学 版) V ol. 38 N o . 1
2008 1 J ournal o f Jilin U niv ersity ( Engineering and T echnolo gy Edition) Jan. 2008
郭振宇, 叶 敏, 程 博, 康龙云, 曹秉刚
( 西安交通大学 机械工程学院, 西安7 10049)
采用差异演化算法对高速储能飞轮的形状进行 化, 以实现储能飞轮具有最大的质量
能量密度, 并且以在高速旋转的状态下满足强度要求为设计目标针对差异演化算法进化速
度依赖种群 个体差异的特点, 提出权重因子随种群聚集度变化而变化的策略, 并增加混沌变异
操作, 以提高算法跳出局部最 的能力构建了仿真 化程序, 通过V isu al C+ + 6. 0 调用通
用有限元软件A N SY S 来计算飞轮的应力分布通过 化计算得到了满足强度要求的质量能
量密度最大的飞轮形状, 与同质量的圆盘飞轮相比, 转动惯量提高了28 . 39 %
仪器仪表技术; 飞轮; 形状 化设计; 有限元法; 差异演化算法; 混沌
T H 133 . 7 A 167154 97( 2008)
Shape optimization of high speed energy storage
flywheel based on differential evolution
Guo Zheny u, Y e M in , Cheng Bo, K ang L ongy un , Cao Bingg ang
( School of Mechanical Eng ineering , X ian Jiaotong Univ ersity , X ian 7 1004 9, China)
Abstract:T he sh ap e o f t he high sp eed engr gy sto rage fly w heel w as opt imiz ed w it h the dif ferent ial
ev olution alg orit hm t o acqu ire the max im um eng rgy den sit y p er mass and t he necessar y str engt h . Due
to t he ev olution sp eed of t he dif ferent ial evo lut ion dep ends o n t he diff erence of t he sp ecies populat ion
indiv iduals , a st rat eg y to change the w eight ing fact or accor ding to the populat ion aggr eg at ion degree
w as sug gest ed, and a chaos m ut at io n op erat ion w as int ro du ced to avo id t he local o pt imizat io n. A n
opt imizat ion pro gram w as comp iled , t he gener al f init e element analy sis sof tw are A N SY S w as called by
the V isu al C+ + 6. 0 t o calculat e t he st res s dist ribut ion inside the f lyw heel. T he sh ap e of t he fly w heel
w it h the m ax imum energ y den sit y per m
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