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5、更進一步：約束表達式化為目標(biāo)函數(shù)
結(jié)構(gòu)優(yōu)先的設(shè)計方法的目標(biāo)是，既要發(fā)揮單獨進行結(jié)構(gòu)設(shè)計和形狀設(shè)計帶來的計算簡化的優(yōu)勢，同時又要獲得接近全局尋優(yōu)的設(shè)計方法的全局優(yōu)的優(yōu)化結(jié)果。下面我們運用運籌學(xué)的分析手段對優(yōu)化過程進行分析：
傳統(tǒng)的葉片設(shè)計方法中葉片形狀設(shè)計部分是以葉型為變量，以獲得AEP的大值為目標(biāo)的，設(shè)計的目標(biāo)的數(shù)學(xué)表達式(略)。
其結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程則是在上式優(yōu)化所得的優(yōu)的葉片形狀參數(shù)的基礎(chǔ)上，以結(jié)構(gòu)為變量，獲得結(jié)構(gòu)設(shè)計部分的優(yōu)化目標(biāo)。雖然葉片形狀獲得了優(yōu)的結(jié)果，但結(jié)構(gòu)并不是優(yōu)的，甚至有時候連局部優(yōu)的結(jié)構(gòu)都無法找到，因而導(dǎo)致較差的結(jié)構(gòu)和昂貴的材料。
而對于結(jié)構(gòu)優(yōu)先的設(shè)計方法，我們分析結(jié)構(gòu)設(shè)計中會影響到葉片形狀設(shè)計的那些因素，并將他們提取出來，我們可以把這些因素抽象歸納為以下約束的集合(略)。將這些因素考慮進葉片形狀設(shè)計過程中，通過引入運籌學(xué)的罰函數(shù)的方法，將以上約束變換為目標(biāo)函數(shù)(略)。取值的大小根據(jù)約束集的強度而定，如果該約束為影響葉片生存的約束，則可以取較大的正數(shù)，以保證該約束不被破壞；如果該約束是折衷類的約束，則可以需要根據(jù)該約束對優(yōu)化效果的影響而定。
可以看出，當(dāng)我們確定了約束集，并設(shè)定了罰函數(shù)后，加入結(jié)構(gòu)考慮的葉片形狀設(shè)計相比于傳統(tǒng)的葉片形狀設(shè)計來說問題的形式幾乎沒有變化。然而，當(dāng)我們按照這個方法完成了葉片形狀設(shè)計后，結(jié)構(gòu)設(shè)計將變得輕松，因為耦合葉型部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計約束都已加入，結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度已經(jīng)被大大的降低了。同時，由于考慮兩者的耦合，所得到的終結(jié)果也將大大優(yōu)于原有方法。
