2008年无网格伽辽金法与Matlab遗传算法：结构形状优化新策略

本文档标题《基于无单元伽辽金法和Matlab遗传算法工具箱的结构形状优化研究》发表于2008年的第6卷第6期，聚焦于工程技术领域的论文。作者陈仁科、龚曙光、黄云清和张建平在文中探讨了如何利用无网格Galerkin方法（Element-free Galerkin Method，EFGM）与改进的Matlab遗传算法工具箱（Matlab Genetic Toolbox，MGT）进行结构形状优化设计。形状优化是一个关键领域，它旨在通过改变物体的几何形态来提升其性能或降低成本，而这种方法特别关注于处理非线性和隐性约束条件。 传统的结构优化往往依赖于网格划分的有限元方法，但EFGM作为一种无单元方法，提供了更灵活的自由边界处理，减少了网格生成的复杂性。结合MGT，作者提出了一种创新的优化策略，即构建一种规则网格与有限元网格混合的EFG积分背景网格方法。这种背景网格技术允许在保持精度的同时，简化求解过程，特别是在处理复杂的几何形状时。 论文详细介绍了如何修改M函数文件，以解决MGT在处理非线性和隐性约束时的局限性。这些约束可能包括材料的物理限制、结构稳定性要求或者功能上的最优目标，如最小化重量、最大化刚度等。通过这种方法，优化过程能够更加精确地遵循设计约束，避免了传统方法中可能出现的局部最优问题。 最后，作者通过一个实际工程案例验证了这种方法的有效性和可行性。优化结果显示，新方法不仅提高了结构性能，而且在设计效率上也有所提升。因此，本文为结构形状优化设计提供了一种有前景的工具和技术，对于航空航天工程等领域具有重要的实践价值和理论贡献。 整个研究涉及的关键词包括：形状优化、无网格法、单元伽辽金法、Matlab遗传算法工具箱以及背景网格。这篇论文被分类为TH122，并获得了文献标识码A，文章编号1003-8728(2008)06-827-04，显示了其在学术界的专业性和影响力。