题目：均匀设计及其在液体火箭发动机中的应用研究

均匀设计是属于试验设计的一种，它借鉴了正交试验设计中“均匀分散”的特点，让试验点均衡地分布在试验范围内，使每个试验点有充分的代表性，由此可以用相对较小的代价来得到较大的信息量。由于试验点的独立性，均匀设计还可以实现并行计算。随着试验设计的广泛应用，均匀设计越来越受到学术界，特别是工程界的关注。液体火箭发动机的设计优化是一个复杂的工程问题，如何提高效率是液体火箭发动机优化设计中的一个重要环节。本文用均匀设计对相关问题进行了研究，主要内容如下： 对均匀设计进行了改进。针对均匀设计的核心问题是均匀设计表的合理构造的特点，创新性的提出了基于粒子群优化算法的均匀设计表构造法。本文将均匀设计表的构造看作一个单目标的最优化问题，以最小化均匀性度量为目标函数，根据生成向量法以及均匀性度量的性质给出约束，并引入粒子群算法求解。针对均匀设计表的构造，还进行了粒子群优化算法的改进，进一步提高了求解效率和精度。研究结果表明，基于粒子群算法的均匀设计表构造法可自动构造任意因子和水平的均匀设计表，尤其在构造多因子多水平均匀设计表上优势突出。改进的均匀算法是有效的且其计算精度高，为均匀设计在更广阔领域的应用奠定了基础。 将均匀设计应用于设计优化，提出了结合均匀算法和进化算法的混合优化算法，该算法效率高，且能实现并行计算，通过对减压器的优化实现了对某型液体火箭发动机涡轮泵气封减压试验系统的设计优化。新的混合优化算法将均匀设计应用于优化的前期寻优，充分利用可以只用较少的试验点就能够很好的探索试验空间的性状的特点来缩小寻优空间，从而达到提高效率的目的。后期利用粒子群优化算法进行精细寻优。针对减压器的优化结果表明，采用均匀设计极大的提高了优化效率，且优化效果好。为均匀设计在设计优化领域的应用奠定了基础。