将高效的数据驱动建模技术与装备的稳健性设计需求深度融合，已成为实现复杂装备高质量、低成本开发的关键技术方向之一。本书旨在通过构建高效、精确的代理模型，替代传统高成本数值仿真，在降低计算负担的同时保障设计方案的稳健性与可靠性，为提升装备在不确定性环境下的综合性能提供关键技术支撑。全书内容分为理论方法与工程应用两大部分。理论方法部分(第1～8章)涵盖代理模型不确定性量化、区间与混合不确定性下的单目标/多目标稳健性优化设计、变可信度代理模型建模及序贯优化等核心方法；工程应用部分(第9～11章)结合战术导弹、水下结构物隔振器及声学超材料等典型装备与结构，详细展示理论在工程实践中的实施流程与验证效果，体现方法的技术先进性与工程适用性。

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2014/09-2018/01 华中科技大学机械学院 博士 2016/09-2017/09 美国佐治亚理工学院 博士（联合培养） 2012/09-2014/04 中船重工第701研究所 硕士 2008/09-2012/06 中国海洋大学工程学院 学士2024/01-至今 华中科技大学航空航天学院 教授 2019/11-2023/12 华中科技大学航空航天学院 副教授 2019/09-2020/08 英国帝国理工学院 访问学者 2018/02-2019/10 华中科技大学航空航天学院 讲师Chinese Journal of Mechanical Engineering青年编委 《中国舰船研究》青年编委 《机械设计》青年编委

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 基于代理模型的稳健性优化设计方法的背景 1
1.2 关键技术的发展现状 2
1.2.1 代理模型的不确定性量化方法 2
1.2.2 稳健性优化设计方法 3
1.2.3 基于代理模型的稳健性优化设计方法 5
1.3 本书主要内容 8
第2章 代理模型的基本理论及其不确定性量化方法 9
2.1 引言 9
2.2 代理模型的基本理论 9
2.2.1 单精度代理模型 9
2.2.2 变可信度代理模型 14
2.3 代理模型的不确定性量化方法 17
2.3.1 代理模型的不确定性量化指标 17
2.3.2 基于组合加权平均的代理模型不确定性量化方法 24
2.4 本章小结 46
第3章 区间不确定性下基于代理模型的单目标稳健性优化设计方法 47
3.1 引言 47
3.2 基于逆向设计思维的稳健性评价 47
3.2.1 目标稳健性指数 53
3.2.2 可行性稳健性指数 59
3.3 基于逆向设计思维的内外双层嵌套稳健性优化设计方法 64
3.3.1 基于逆向设计思维的内外双层嵌套稳健性优化设计方法的求解流程 64
3.3.2 数值算例 67
3.4 基于代理模型的半嵌套稳健性优化设计方法 72
3.4.1 基于代理模型的半嵌套稳健性优化设计方法的求解流程 72
3.4.2 数值算例 81
3.5 本章小结 87
第4章 区间不确定性下基于变可信度代理模型的单目标稳健性优化设计方法 88
4.1 引言 88
4.2 基于分段式保守变可信度代理模型的稳健性优化设计方法 88
4.2.1 分段式保守变可信度代理模型构建方法 89
4.2.2 基于分段式保守变可信度代理模型的稳健性优化设计方法的数学模型 97
4.2.3 基于分段式保守变可信度代理模型的稳健性优化设计方法的求解流程 99
4.2.4 数值算例 101
4.3 本章小结 111
第5章 区间不确定性下基于代理模型的多目标稳健性优化设计方法 112
5.1 引言 112
5.2 Kriging和SVM模型辅助的多目标稳健性优化设计 112
5.2.1 基于约束切割的多目标稳健性优化设计方法 112
5.2.2 基于Kriging和SVM模型的多目标稳健性优化设计 114
5.2.3 数值算例 118
5.3 序贯Kriging和SVM模型辅助多目标稳健性优化设计 134
5.3.1 基于全局优化算法更新Kriging模型序贯建模方法 134
5.3.2 基于期望改善的序贯Kriging和SVM的多目标稳健性优化设计 136
5.3.3 数值算例 138
5.4 本章小结 146
第6章 概率不确定性下基于变可信度代理模型的单目标稳健性优化设计方法 147
6.1 引言 147
6.2 设计变量、输入参数和变可信度代理模型的不确定性量化 147
6.2.1 设计变量的不确定性 147
6.2.2 输入参数的不确定性 148
6.2.3 变可信度代理模型的不确定性 149
6.3 基于不确定性综合量化的稳健性优化设计方法 151
6.3.1 设计变量、输入参数和变可信度代理模型的不确定性综合量化方法 151
6.3.2 基于不确定性综合量化的稳健性优化设计方法的数学模型及求解流程 153
6.3.3 数值算例 154
6.4 本章小结 173
第7章 概率不确定性下基于变可信度代理模型的序贯单目标稳健性优化设计方法 174
7.1 引言 174
7.2 基于拓展期望提高准则的序贯稳健性优化设计方法 174
7.2.1 稳健性期望提高指标 175
7.2.2 目标函数稳健性动态更新准则 179
7.2.3 变可信度约束处理准则 182
7.2.4 序贯稳健性优化求解流程 182
7.2.5 数值算例 184
7.3 本章小结 194
第8章 混合不确定性下基于代理模型的多目标稳健性优化设计方法 195
8.1 引言 195
8.2 混合不确定性下多目标稳健性优化设计方法 195
8.2.1 考虑区间不确定性可缩减的多目标稳健性优化设计方法 195
8.2.2 数值算例 200
8.3 混合不确定性下Kriging模型辅助序贯多目标稳健性优化设计方法 209
8.3.1 基于稳健性非误判准则的Kriging序贯建模方法 209
8.3.2 Kriging辅助区间可缩减的序贯多目标稳健性优化设计方法 211
8.3.3 数值算例 215
8.4 本章小结 220
第9章 导弹多学科稳健性优化设计 221
9.1 引言 221
9.2 导弹多学科优化设计问题介绍 221
9.2.1 优化问题描述 221
9.2.2 多学科仿真模型搭建及学科参数传递分析 222
9.3 导弹多学科稳健性优化求解结果分析 224
9.4 导弹多学科稳健性与确定性优化结果对比 226
9.5 本章小结 231
第10章 水下结构物隔振器稳健性优化设计 232
10.1 引言 232
10.2 超材料隔振器有限元模型 233
10.3 MI50型超材料隔振器稳健性优化的数学模型 236
10.4 MI50型超材料隔振器优化结果及分析 239
10.5 本章小结 243
第11章 声学超材料微结构稳健性优化设计 244
11.1 引言 244
11.2 声学超材料结构与建模 245
11.3 声学超材料设计方案 245
11.4 声学超材料稳健性分析 251
11.5 声学超材料参数容差区间求解 255
11.6 本章小结 265
参考文献 266