海军舰船多目标设计的风险度量指标

国防部风险管理指南要求在装备采办中，对不利于项目的事件，考虑其发生的概率和后果，通过辨识、持续分析和排序，对项目的性能、费用和进度进行风险评估。风险评估在概念探索和设计阶段是非常重要的，因为在这个阶段有可能采用一些新型技术、独特的工艺和新颖的概念。设计过程本身、特定设计方案的定义和选择所带来的不确定性，都会对性能、费用和进度风险带来显著的影响。在设计过程中，必须考虑到固有的、统计学和建模的不确定性，以及由于人为差错所带来的种种不确定性。但是，不确定性分析需要更详细、更透彻的实用性随机分析方法。它特别适合于概念探索结束后的设计优化阶段，此时，特定的费用和性能目标值以及门限值都已确定，该方法可以使实现这些目标的概率达到最大。     

普通锚链筒的模型试验与计算机辅助定位设计

本文利用描链筒的模型拉锚试验资料，探索在船舶初步设计阶段较准确地决定锚链筒位置的方法，以避免繁琐地重复作图求解。为最终利用模型试验资料通过计算决定锚链筒位置并取消拉锚试验作了初步尝试。     

基于人工神经网络的快艇总振动预报

快艇因其重量轻、航速高，因而振动比较难控制，且一旦船体结构基本确定之后，要改善其总振动状况将更加困难。由于目前的规范计算法和有限元法需进行大量计算，费时费力，这对快艇设计的初期阶段很不利，因而在已有的设计经验的基础上，建立了快艇总振动预报的人工神经网络模型，为快艇设计的初期阶段提供参考。样本检验表明，该网络能较好地预报快艇的总振动。     

美国舰船概念方案设计方法发展综述

舰船的主要总体特性和功能特征是在概念方案设计阶段确定,该阶段对舰船方案的综合效能、研制风险和研制费用具有重要影响。通过分析美国舰船概念方案设计体系和方法发展特点,将其分为舰船综合模型开发、总体方案综合效能评估和总体方案综合优化3个阶段。针对舰船综合模型,归纳整理基本原理和发展历程,分析其不足;阐述基于效能、费用和风险的舰船总体方案综合效能评价体系及方法;对基于综合效能优化的舰船概念方案设计原理及应用进行系统的梳理。美国舰船概念方案设计方法的发展特点与经验对我国舰船概念方案设计体系的研究和发展具有借鉴意义。     

浮式LPG回收系统工艺模块总体布置影响因素分析

作为国内设计、建造、安装的浮式LPG回收系统,设计初期的总体布置尤为关键,直接决定了后期结构设计的难度。文章基于此浮式LPG回收系统工艺模块,分析讨论模块结构总体布置的影响因素,旨在项目初期,尽可能将浮式LPG回收系统工艺模块的整体布置考虑全面,结构模块设计与工艺管线、工艺设备互相制约,设计中必须协调考虑,避免后期疲劳分析等达不到要求。     

概念设计阶段的邮船横移操纵性评估方法

为准确评估邮船的横移操纵性，对概念阶段的某中型邮船的横移抗风性展开研究。考虑邮船上层建筑高大的特点，在由侧推器、螺旋桨、舵所组成的横移平衡计算模型中，增加风载荷及力矩，并依据现有的初步设备参数，计算13个风向角所能承受的最大风速，预测邮船在码头的横移抗风操纵性能力。通过实例计算验证，此评估方法能够清晰便捷地评估邮船在不同风况下的横移抗风能力，为邮船概念设计阶段的横移操纵性提供重要支撑。     

承受纵摇扭转力矩的双体船连接桥结构强度的简化解析法

双体船在斜浪中航行时常会受到纵摇扭转力矩作用。纵摇扭转力矩是关系到双体船结构安全的重要载荷之一。在广泛推广有限元分析系统的今天，大多数设计师都把这种分析系统应用于舰船的结构强度计算。但在舰船设计初期阶段，有限元分析会耗费大量时间，付出昂贵的资金代价。为了使设计分析高效，避免在精确与复杂的分析中发生误差，有必要进行简化分析，故提出计算连接桥结构强度的简易算式。在该方法中未考虑上层建筑，而是把两个船体视为刚性。这种简化方法应用于两种模型：一是16m的实际双体船，一是32m的简化箱型双体船。为了检验简化方法的精度，对两船的有限元模型进行了三维有限元分析。对简化解析结果与有限元分析结果做了比较，结果非常一致。为了研究载荷分布的影响，将正弦波载荷和四点集中载荷加在箱型双体船上。通过比较这些结果发现，为避免应力集中，在纵摇扭转力矩分析中应该采用正弦波载荷。     

产品动态全息概念设计模型的研究

产品概念设计及其建模研究有力地支持了创新设计和并行工程的研究和应用，而产品建模又是设计和制造的基础，通过研究多个产品建模方法，提出了产品全生命周期动态全息模型的概念，该模型强调了在概念设计阶段产品数据和应用环境相互作用，并初步分析和研究了产品全生命周期中各过程相互作用以及实例化的产品模型的动态完善，这些研究对产品概念设计阶段的方案创新极为重要。文中介绍了基本原则于该模型开发的计算机辅助船舶轮机舱概念设计原型系统。     

参数化设计的概念和应用

探讨参数化设计概念的认识，分析建立设计图形的参数化模型的模型原理，讨论了工程设计中创建设计对象的参数化模型的重要意义，指出参数化设计是CAD用户应用研究发展的主要方向，应加强参数化设计方法的研究，此外还介绍了在AutoCAD环境下进行参数化设计开发的功能。     

应用响应曲面法与基本矢量优化船体结构设计

在船体结构优化设计中，需要研究结构存在的响应，为了改善响应需要改变与材料性能和结构尺寸有关的某些设计变量值。反复进行响应分析，直到得出最终的设计。采用这样一个过程时需要制作大量结构模型。减少这种优化过程负荷的一个方法，就是采用众所周知的响应曲面法，这样可减少数值试验或模型试验的次数。如果考虑全部有关的结合尺寸，响应曲面法中使用的近似多项式的项数将迅速增加。即使使用响应曲面法，为了确定近似多项式的参数，亦需要进行许多尝试性的结构研究，因此结构模型的数量将是巨大的。为了用最少的数据表示结构形状，引入了基本矢量的概念。每个基本矢量表示船型的模态变化，而且通过应用此概念还可能使设计变量的数量减少到一个实际可行的范围。在本研究中，推荐利用基本矢量与响应曲面法相结合的方法，将作为一种有效的优化手段应用于船体结构设计中，并以双层底舷侧肘板结构的优化 设计为例，检验了该方法的有效性。     

船舶全寿期动态建模及其应用

在阐述了隐含在交互过程中的人、环境和船舶数据相互作用的概念之后，详细论述了船舶全寿期动态过程内涵、模型的数学表达式及综合描述。该模型能更动态地、完整地表达船舶全寿期的协同设计，以及由产品创新引发的支撑系统重构、已有产品模型和数据的更新等。将船舶全寿期信息模型和过程模型集成考虑是本模型的特点之一，目的是获得整体优化。船舶全寿期动态模型可用多层次描述法来递阶描述，直至一个最小团队所承担的任务(活动)。一般民用船舶概念设计类同合同设计，以此为示例用本模型进行了详细分析和叙述。     

利用知识库技术的潜艇概念设计

潜艇概念设计阶段工作复杂，这是因为潜艇设计特性参数及其性能之间的关系并非总是直接明了的。改变潜艇一个特性参数可以改进其菜一特定性能，但同时又使另一个性能恶化。传统上处理这种复杂性的方法，是将一个新概念建立在充分描述的前几型设计的基础上。这类设计概念的性能特性参数，可用一个模型来计算，而该模型中的输出／输入数据已被固定其中。新方法中，设计知识库知识在数值、几何形状和拓朴格式方面相对于输出／输入数据是不固定的。说明研发这一方法期间引发的重要问题。介绍几艘潜艇设计实例，示出了在应用低速主电机时对潜艇尺度和性能的影响结果，以及在该概念从双壳体改为单壳体时对渗艇尺度和性能的影响。最后介绍在某一给定的推进性能下，计算潜艇尺度时问题反向研究的结果。     

膜梁组合模型的船舶总体与上层建筑耦合振动

本文提出了用膜元与集中质量的组合作为上层建筑物的力学模型,而在考虑上层建筑与船体总体的耦合振动时,主船体仍采用梁模型,从而简化了计算力学模型的形成工作。电算程序采用自动计入附连水质量和模态综合法(动态子结构法)相结合的形式,可以方便地判断上层建筑与船体梁振动之间的耦合关系。本方法可供船厂设计人员在详细设计阶段使用。     

膜梁组合模型的船舶总体与上层建筑耦合振动

本文提出了用膜元与集中质量的组合形式作为上层建筑的力学模型。同时,为了考虑上层建筑与船体总体的耦合振动,总振动的力学模型仍采用梁模型,从而简化了上层建筑的力学模型的形成工作。电算程序采用自动计入附连水质量与模态综合法(动态子结构法)相结合的形式,十分方便地判断了上层建筑与船体梁振动之间的耦合关系。本方法可作为船厂设计人员在详细设计阶段时使用。     

膜梁组合模型的船舶总体与上层建筑耦合振动计算方法

本文提出了用膜元与集中质量的组合作为上层建筑物的力学模型,而在考虑上层建筑与船舶总体的耦合振动时主船体仍采用梁模型,从而简化了计算力学模型的形成工作。计算程序采用自动计入附连水质量和模态综合法(动态子结构法)相结合的形成,可以方便地判断上层建筑与船体梁振动之间的耦合关系。本方法可供船厂设计人员在详细设计阶段使用。本文着重论述上层建筑与船体梁耦合振动的计算方法及其在电算程序中的计算步骤。     

多学科优化设计在半潜式钻井平台设计中的应用

多学科优化设计（Multidisciplinary Design Optimization，MDO）是通过考虑学科之间的相互耦合来挖掘设计潜力，通过系统的综合分析来进行方案的选择和评估的一种应用于工程设计阶段的先进设计理念和设计方法，能够达到提高设计效率，降低设计成本的目的。半潜式钻井平台是具有高复杂度的工程系统，在其方案设计中要考虑到水动力学、结构力学、动力定位、工程应用以及成本分析等多个学科，非常适合于多学科优化设计的应用。以半潜式钻井平台方案设计为例，介绍了如何使用多学科优化设计来考虑影响平台的多个因素之间的耦合关系，以确定平台的主尺度，来获得最佳的平台总体性能；介绍了应用多学科优化设计时的三个重要关键技术：复杂问题的分解、数学建模和近似模型技术。     

决定船之阻力的近似方法

在船舶设计的过程中,特别是在设计的初期,当决定主要尺度和绘制线型草图的时候,必须知道装置于该船的主机马力,即使是不大准确的,以保证船舶能达到设计速率。或者主机马力已知,则须估计阻力,以决定船之航行速率。有时并需求得船在各种不同情况下的拖曳阻力。在这些场合中,我们不能用如第五章中所描述的船模拖曳试验的方法来决定有效马力(拖曳马力),而只能以下列近似方法之一来计算船之阻力。这些方法的准确性视所设计船舶的形状与作为     

基于闭排队网络的弹射器数量配置方法

弹射器配置数量对舰载机出动回收能力有很大影响,因此,在航母设计初期多方案论证阶段,弹射器的数量配置是必须考虑的关键问题之一。针对舰载机起飞过程的排队特点以及整个出动回收过程的闭环特点,基于排队理论建立舰载机出动回收过程的闭排队网络模型,分析弹射器数量对出动回收能力的影响,分析结果可用于支撑弹射器的数量配置设计方案。为验证模型的有效性,采用"高强度"演习中F/A-18舰载机的数据作为参数输入,结果显示模型计算分析结果与"高强度"演习结果一致。     

深水多成分悬链线锚泊系统优化设计及应用研究

深水多成分悬链线锚泊系统的设计要考虑多种成分的组合优化问题。本文根据深水多成分锚泊线悬链线方程，结合设计中需要考虑各种材料的特征，提出多目标函数的多成分锚泊线优化模型，通过遗传算法求解确定模型的最佳形式，并结合图谱设计方法研究将模型引入锚泊系统设计实例。     

基于遗传算法的模块化产品族拆卸设计

传统的模块化设计强调了以单一产品为重点的技术系统模块化,为了提高废弃产品在生命周期阶段拆卸和产品回收的效率,必须通过考虑早期产品设计阶段的制造和回收过程来开发模块化产品架构。论文在考虑传统产品族设计的同时,融入了两种面向拆卸设计的可持续模块化驱动因素,即材料相似性和寿命相似性。并设计了相应的遗传算法,用于非线性模型的求解。最后通过分析自动洗碗机产品族与拆卸决策的计算结果,验证了模型与算法的有效性。