舰船总体设计中的多学科优化技术

MDO（多学科优化设计）技术适用于解决复杂工程系统和子系统的设计优化。为推广多学科优化设计技术在舰船总体设计中的应用,阐述了多学科优化技术的基本理论、研究和发展应用情况,系统介绍了协同优化算法的应用环境、特征和基本原理,将舰船总体设计根据MDO的要求分解为浮态与稳性、水动力性能、造价等5个子学科并进行了学科分析,基于多目标协同优化算法建立了舰船总体优化的数学模型及优化框架。     

鱼雷总体设计的新理论研究

鱼雷总体设计是鱼雷研制过程中的一个重要环节,很大程度上决定着鱼雷的整体设计水平．但这方面的工作目前在我国鱼雷研制中还比较薄弱。针对这种形势,本文提出了作战效能、寿命周期费用、研制风险、多学科设计优化等的理论和方法,构造了一套新的鱼雷总体设计理论框架体系,旨在改进总体设计,提高鱼雷总体设计水平。     

多学科设计优化算法研究综述

随着多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)技术的发展,它将成为优化设计的大趋势。为了能够更好地运用MDO来解决船舶设计优化问题,本文对近年来发展的MDO算法进行系统梳理和分类,对发展已较成熟的几种算法进行简要介绍,对新发展的几种特殊算法应用环境、性能特点进行重点介绍;最后,对MDO算法研究存在的不足和今后发展趋势提出了若干建议。     

多学科设计优化算法研究综述

随着多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)技术的发展,它将成为优化设计的大趋势.为了能够更好地运用MDO来解决船舶设计优化问题,本文对近年来发展的MDO算法进行系统梳理和分类,对发展已较成熟的几种算法进行简要介绍,对新发展的几种特殊算法应用环境、性能特点进行重点介绍;最后,对MDO算法研究存在的不足和今后发展趋势提出了若干建议.     

CGX巡洋舰多学科设计优化模型的再分析

传统的设计螺旋方法由于割裂了学科间耦合,得到的设计往往是满足设计要求的设计而不是最优的设计.多学科设计优化(MDO)方法正是一种能得到最优设计的新设计方法,MDO目前被广泛应用于复杂工程系统的设计中.文中对多学科设计优化的理论进行了简要综述,在此基础上为了演示MDO方法应用于舰船设计,采用iSIGHT对国外的CGX巡洋舰概念设计的13个模块进行了集成,建立了MDO模型并优化,得到了较好的优化解.在此基础上采用神经网络重新建立了该MDO模型,将优化结果和原MDO模型优化结果进行了比较.     

多学科设计优化算法比较及其在船舶和海洋平台设计上的应用

多学科设计优化(Multidiseiplinary Design Optimization,简称MDO)是一种通过充分探索和利用系统中的相互作用的协同机制来设计复杂系统工程和子系统的方法论.多学科设计优化算法是其核心部分,也是研究最活跃的领域.文中首先介绍了MDO算法的定义、分类和发展,然后从算法的来源和目的、优化过程、优缺点、改进方法和应用情况等五个方面对四种基于分解技术的MDO算法进行了综述,进而对比了这四种算法的异同点.最后,针对船舶和海洋平台设计的具体特点,归纳了适合于船舶或海洋平台多学科设计优化的MDO算法所需要具备的特征,并建议使用基于近似模型的协同优化算法或BUSS 2000算法进行船舶和海洋平台的多学科设计优化.     

多学科设计优化方法用于船舶设计

为了提供更好地满足不断提高的军方和商业市场需求的产品.现代船舶设计需要获得真正的最优设计.它需要综合考虑所有学科以及它们之间的相互关系.船舶设计中涉及到的学科数目是如此众多,它们之间的相互关系是如此复杂以至于需要寻求一种新的设计技术来替代传统的设计螺旋方法.多学科设计优化(MDO)方法正是一种新的广泛应用于复杂工程系统的设计方法.在本文中,我们主要介绍了中国船舶科学研究中心将MDO应用于船舶设计的研究情况.我们应用iSlGHT软件集成美国弗吉尼亚大学公布的CGX设计模块来演示将MDO方法应用到船舶设计的整个过程,获得了比他们更优化的解.CGX模块也用来说明我们提出的子系统划分的概念.最后,基于我们的研究经验,我们也总结了一个在船舶设计中应用MDO方法的一般应包括的内容.     

多学科设计优化方法在潜艇概念设计中的应用研究

多学科设计优化方法(MDO)是从航空领域兴起的一种针对复杂工程优化设计的有效求解方法.该文针对潜艇设计的复杂性特点,探索MDO在潜艇概念设计中的应用.首先,文中建立了包括水动力、推进、重量、性能和成本共5个学科分析在内的数学模型,然后采用MDO方法--协同优化方法(CO),对同时包含连续设计变量和离散设计变量的潜艇系统,进行了以最小化建造成本为目标的多学科设计优化,获得了优化结果.结果表明:相对于传统设计方法,分布式、并行的协同优化方法CO更适合潜艇系统的设计.     

舰船总体多学科优化设计系统分解

舰船总体是一个复杂的大系统,具有层次多样性.按一定规则对舰船总体进行多学科设计优化（MDO）的系统分解是MDO的基础.分析舰船总体MDO的系统定义和舰船设计中各个对象、环节之间的耦合关系,以及典型系统对总体方案的影响因素;针对方案阶段舰船总体MDO,对舰船总体进行多学科的系统分解,确定舰船MDO的各系统（学科）,梳理出各子系统间的关系,提出舰船多学科的学科体系,构建系统间的耦合关系图.     

多种多学科设计优化方法的比较研究

多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)是一种通过充分探索和利用系统间的相互作用的协同机制来设计复杂系统工程和子系统的方法论.随着多学科设计优化方法在船舶与海洋工程中的广泛应用,多学科设计优化方法越来越受到重视,目前已经发展出了多种不同的具体算法.该文的主要目的就是对这些现有的算法开展比较研究,为后续的应用选择奠定基础.论文首先介绍了MDO算法的分类和发展,对各种MDO算法的优缺点进行了比较分析,最后再通过具体算例来显示这些方法的差别.     

城市住宅设计中的环境设计

住宅不能脱离环境孤立存在,因此住宅设计必须认真研究,精心进行环境设计。本文针对住宅设计中环境设计的若干问题进行了分析和阐述,文章着重探讨了环境设计中一系列环境要素之间的关联、渗透以及设计原则,包括大与小,内与外,软与硬,封闭与开放,分设与共享等。     

Axiomatic design approach for marine design problems

The axiomatic design approach proposed by N.P. Suh consists of the Independence Axiom and the Information Axiom. The Independence Axiom assists a designer in generating good design alternatives by considering the relationships between the functions and the physical product using a hierarchical mapping procedure. The Information Axiom, which is related to the probability of achieving the given functional requirements, can be used as a criterion for the selection of the best solution among the proposed alternatives in the conceptual or preliminary design stage.In the early stages of marine design, especially ship design, there exists a lot of uncertainty because of the size and complexity of a marine vehicle. This uncertainty often leads to a probabilistic approach rather than a deterministic approach. Ship designs are often routine, requiring small modifications of an existing, successful design. The availability of axiomatic design in this marine design field has been investigated through four examples: a conceptual thruster design, a foil-strut optimization problem, a main engine selection problem, and a barge design problem. By these examples, the possibility of the application of Design Axioms in marine design has been illustrated.     

多学科设计优化技术在舰船设计中的应用

介绍多学科优化设计的主要基本理论、研究和应用状况及发展前景,根据舰船设计特点进行舰船多学科设计优化分析,重点分析舰船结构设计中的多学科设计优化问题,建立优化数学模型是多学科优化设计的重要内容,并对数学模型进行了分析。     

感性因素设计在工业设计课程教学中的探讨

新一轮的国家基础教育课程改革的一个重要而具体的目标,就是要改变至今仍普遍存在的学生被动科知识、大运动量反复操练的学习方式,倡导学生积极主动的学习.在这其中,艺术设计教育作为创新教育的一个重要学科,让学生"发现问题,提出问题,到解决问题"之能力的培养就显得尤为重要.笔者认为现在工业设计专业教学组成与模式及与此相对应的专业基础设计课程的开设对学生的创造性思维培养课程的比重过少.在实际教学中学生对创作、设计概念理解过多趋向于理性因素的思考,忽略了感性因素对自身启发设计方案;因此学生对自身潜能的挖掘不够,直接影响到学生在后续的《专题设计》、《产品设计》、《创新设计》等课程中提出的关于:设计的问题、设计可能、设计的可行性、设计方案等内容往往都变得雷同单一.     

多学科设计优化在舰船设计中的应用

多学科设计优化是一种通过充分探索和利用系统中的相互作用的协同机制来设计复杂系统工程和子系统的方法论,该法已广泛应用于现代工程设计。舰船设计是一个涉及到多个学科的工程问题,传统设计采用螺旋设计法,割裂了学科之间的相互影响,其设计结果的好坏往往决定于总设计师的经验。本文通过采用多学科设计优化方法,对美国弗吉尼亚理工大学公布的导弹驱逐舰DDG设计模块进行优化设计,对多级多学科设计优化方法在舰船设计方面的应用展开探索。     

型线设计中特征设计法的应用

随着船舶工业领域的技术进步,高速舰船的研究成为行业内的热点。高速舰船不仅需要强大的动力推进系统,还需要具有良好的流体力学性能。舰船的型线与其行波阻力和流体力学特性有密切的关系,对于高速舰船型线的设计有重要意义。本文首先对高速舰船的型线(包括甲板边线和底线等)进行数学建模,然后基于NAPA三维辅助设计软件和特征设计法,对高速舰船的型线进行了优化设计,并进行了基于NAPA的高速舰船水动力特性仿真。     

Study of the ship design process model for collaborative design

The ship design process model is the basis for developing the ship collaborative design system under network environment. According to the characteristics of the ship design, a method for dividing the ship design process into three layers is pat forward, that is project layer, design task layer and design activity layer, then the formalized definitions of the ship design process model, the decomposing principles of the ship design process and the architecture of the ship collaborative design （SDPM） system are presented. This method simplifies the activity network, makes the optimization and adjustment of the design plan convenient and also makes the design process easier to control and change, at last the architecture of the ship collaborative design system is discussed.     

BIM技术在船闸三角闸门设计中的应用

针对传统结构设计的局限性,结合秦淮河洪蓝船闸工程,将BIM技术应用于三角闸门施工图设计,从协同设计、碰撞检查、可视化、工程量统计与出图4个方面介绍BIM技术的应用思路。研究表明:BIM技术有助于解决各专业之间协作深度不够、"错漏碰缺"频发、二维图纸不直观等问题,实现曲面异形空间结构的三维建模,达到优化设计、提高设计质量的目的。     

FPSO设计综述

从20世纪70年代末世界上用旧船改装FPSO问世以来,近20多年FPSO已成为世界海上油田开发的主流方式.我国渤海湾和南海新开发8个海上油田全都采用了新设计的FPSO.该文旨在设计的8艘浅水型、抗冰型及抗台风型FPSO基础上,描述FPSO的设计中需要重点关注的技术问题.     

混凝土的耐久性设计

在土木水利工程中,由于与钢筋良好的结合性、整体性及可模性,混凝土在现代工程中的应用越来越广泛;是用途最广、用量最大的建筑材料之一。但受水质、温度等特定环境和使用条件的影响,混凝土易出现炭化、裂缝、钢筋锈蚀等耐久性不良的通病,导致建筑物过早损坏,缩短使用年限。因此,进行混凝土耐久性设计施工十分重要。