每日新文 | 具有制造缺陷的多尺度弹性超材料的随机带隙优化

主要观点总结

这篇文章讨论了具有制造缺陷的多尺度弹性超材料（EMMs）的随机带隙优化问题。文章旨在同时优化归一化带宽（NB）的前两个统计矩，以提高EMM的适用性和鲁棒性。文章采用代理模型来揭示系统参数和NB之间的关系，并采用了改进的粒子群优化（PSO）算法来解决优化问题。通过数值研究，证明了该框架的计算精度、鲁棒性和适用性。

关键观点总结

关键观点1: 背景

弹性超材料通过合理设计的单元格获得带隙，这些带隙对于多学科应用非常重要。但现有的优化框架通常忽略了制造过程中的微观异质性和系统不确定性，这些因素可能会显著影响带隙行为。

关键观点2: 问题

如果不考虑制造缺陷，设计可能无法达到最优目标，在实际的EMM中可能无法实现预期的超宽带宽衰减。

关键观点3: 研究内容

文章提出了一种随机带隙优化框架，专门针对存在制造缺陷的EMMs。该框架旨在同时优化NB的前两个统计矩，并采用了代理模型来揭示系统参数和NB之间的关系，以及一种改进的粒子群优化算法来解决优化问题。

关键观点4: 方法

为了降低计算成本，文章采用代理模型来估计具有制造缺陷的3D EMM的统计矩。为了有效解冔优化问题，提出了一种基于自适应高阶变异的PSO（AHMPSO）算法。通过数值研究，证明了该框架的计算精度、鲁棒性和适用性。

关键观点5: 结果

通过数值研究展示了所提出框架的可行性和效率，突出了带宽的扩大以及优化鲁棒性的提高。此外，X-SVR方法在收敛速度、计算稳定性和计算精度方面都优于SVR和NN，并且能够在系统不确定性分布类型发生变化时准确估计出三维EMM的带宽。

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