基于均匀设计与线性回归的定日镜结构优化设计＊

李正农，梁笑寒，吴卫祥，王志峰

（1.湖南大学 建筑安全与节能教育部重点实验室，湖南 长沙 410082；2.奥雅纳工程咨询（上海）有限公司深圳分公司，广东 深圳 518000；3.中国科学院 太阳能热利用及光伏系统重点实验室，北京 100190）

自1854年Mexwell提出最佳结构设计布局理论以来，结构优化的范围已从静力优化发展到动力优化，从单一目标优化到多目标优化.近年来，在大规模建设太阳能发电站的背景下，定日镜作为塔式太阳能发电系统的重要组成部分，对其进行优化分析具有重要意义.

以往的结构优化大多需要复杂的理论及冗长的程序编写，过程繁琐且复杂.为简化优化过程，提高优化效率，本文采用均匀设计（Uniform Design，UD）[1]法来选取试验点，制定试验方案，再利用有限元软件对选取的试验点进行等效风荷载作用下的静力分析，求出风荷载作用下的用钢量、最大镜面位移及钢材最大应力，然后得到合理的多元线性回归方程，在此基础上，以定日镜结构镜面最大位移和钢材最大应力不超过限值为约束条件，进行了结构优化分析（主要是尺寸优化），使用钢量最少 .最后给出了不同位移限值条件下推荐使用的杆件规格，以供同类结构初步设计时选用，整个过程简单明了，优化效果明显且可靠.

1 均匀设计法及其应用简介

均匀设计法是源于我国导弹设计的要求[2]，继“优选法”和“正交设计法”之后，由方开泰教授和王元院士从试验点在整个试验范围内应均匀散布的角度出发……