船体舱段优化设计

将基于二次规划的准解析法优化理论应用于船体舱段的优化设计中,在整船三维有限元分析模型的基础上建立了船体舱段的优化模型.以船体舱段重量为目标函数,以钢板厚度和型钢横截面积为设计变量,考虑了尺寸约束、强度约束和稳定性约束,使优化后的舱段满足设计要求.根据优化理论编制了SAAOP程序,探讨了一种基于整体结构的局部优化设计的简便方法.     

基于多领域建模的气垫船推进轴系优化设计

传统优化设计方法侧重于部件结构的局部优化,无法保证气垫船推进轴系的全局优化。本文针对气垫船推进轴系的结构特点,综合运用多体动力学建模、部件有限元建模和海洋环境激励建模,对建立在海浪-船体-轴系整体运动基础上的气垫船推进轴系优化设计方法进行研究。通过优化实例分析,得到了一些对气垫船推进轴系设计具有指导意义的结论。     

CAD与船体中剖面优化设计

使用优化设计理论和ＣＡＤ技术完成船体中剖面优化设计是目前舰船方案设计阶段的新兴技术。在“七五”期间，我们完成了船体中剖面优化设计程序，该程序以ＧＪＢ为基础，汲取工程设计经验，在优化方法选取，约束条件设置，总体优化和局部优化处理等方面均更加贴近工程实际。本文概述了该程序的编制思路，处理手段和设计实例，并在更高层次上提出了改进意见。     

基于内点法的驳船接载配载方案优化模型

根据驳船压载水舱的几何特点,提出了基于线性规划理论的驳船接载配载方案优化模型。该模型以所有调节水量绝对值之和为目标函数,以各压载水舱调节水量为设计变量,以力及力矩平衡为约束条件。针对该模型的特点,采用内点法求解。对一条新建散货船整体滑移上驳作业过程中压载舱排/注水方案进行了优化计算,结果表明:算法具有很好的收敛性,有效性和快速性,能适应驳船接载产品过程中的实时配载要求。     

系统工程原理在平面分段生产线中的应用

系统工程是一门行之有效的现代化管理方法。根据系统工程的原理及系统的三维结构模型,结合船体平面分段自动装配生产线系统要求,通过对该系统要素分析,优化平面分段自动装配生产线的制造方案,实行整体优化和控制,为平面分段自动装配生产线的配置提供参考。     

轮胎起重机整体稳定性优化

应用浮点数编码的遗传算法和生物进化算法对轮胎起重机进行整体稳定性优化。经系统模型检验，得到满足整体稳定性的最优解。计算结果表明轮胎起重机经优化后的整体稳定性明显提高。     

一种新的船体型线自动光顺方法

提出了一种新的在船舶设计阶段光顺船体型线的自动光顺方法.文献中有两类光顺方法:局部光顺法和整体光顺法,文中的光顺方法引入控制点的权值,从而建立了局部光顺法和整体光顺法的统一优化模型.为了提高型线光顺效果,该光顺方法使曲线的应变能和曲率的变化最小,并在优化过程中保证船体型线的几何特征不变.应用该方法光顺典型的船体横剖而曲线,表明可得到满意的光顺效果.     

半潜式平台空间刚架模型强度分析

将半潜式平台结构简化成空间刚架模型,运用SACS软件对其进行整体强度分析,并与该结构的板梁组合模型的分析结果对比,两者的结果较为接近.计算结果表明,在基础设计阶段使用空间刚架对结构进行分析可以快速评估结构的力系分布,为结构优化提供分析依据.     

人机合作多蚁群协同进化算法的潜艇管路布局

本文针对潜艇多管路布局空间结构，运用协同进化的思想，结合人机合作思想，提出了基于人机合作的多蚁群协同进化算法的潜艇管路智能布局方法；该算法潜艇的每一条管路对应一个蚁群，一方面采用基于顺序蚁群优化算法的布局，一方面采用人机合作的多蚁群协同进化方法对选取的系统模型进行布局优化以使多管路布局达到最优；该算法既不必考虑布局顺序，又避免了增加管路布局数量时组合爆炸现象的发生，从整体优化管路布局；在测试模型上的验证结果验证了该算法的可行性和有效性。     

基于现代内点法的船舶电力系统无功优化

率先采用现代内点法求解船舶电力系统无功优化。在传统的船舶电力系统无功优化模型等式约束中增加线路传输功率约束,建立了新的船舶电力系统无功优化模型,该模型能有效优化无功。对某船舶电力系统进行了仿真计算,结果验证了方法和所建模型的正确性与有效性。     

基于差分粒子群算法的都江堰典型灌区水量优化配置

文中首先对差分粒子群（PSO-DV）算法进行了详细介绍,用4个标准测试函数测试其优化性能,并与PSO和DE算法进行比较,结果表明PSO-DV算法是一种求解精度更高的全局优化算法。然后基于灌区整体经济效益函数和供水约束条件,利用PSO-DV算法构建模型,对东风渠灌区的农作物种植面积进行优化配置,并通过作物灌溉定额反推需水量实现了灌区总水量的合理调配。该方案通过模拟运行取得了预期效果,为都江堰灌区水资源优化调度提出了一种新的思路和方法,以供相关部门参考。     

考虑相邻结构段作用的高桩码头设计方法

高桩码头有限元计算通常选取一个结构段进行分析计算,忽略结构段之间凹凸缝的传力作用,从而导致计算结果较保守,不利于当前环境下与国际咨询设计公司的竞争。基于SAP2000有限元计算软件,在计算模型中引入水平线性弹簧单元,模拟相邻结构端的凹凸缝的水平约束作用,并建立整体模型分析验证该弹簧单元的有效性。最后给出水平线性弹簧刚度随结构段数量增加而改变的曲线,为高桩码头计算提供参考。计算结果表明水平线性弹簧单元和实际整体模型的桩内力计算误差都在合理范围以内,验证了该方法有效性。引入等效侧向弹性用于高桩码头结构设计计算,给出一种优化的高桩结构设计方法。     

全局优化算法在船舶结构优化设计中的应用

为了提高船舶龙骨结构在受力过程中应力分布的均匀性和提高材料的利用率,本文采用Hypermesh软件建立了龙骨结构有限元模型,并结合其MORPH功能定义筋板形状变量,建立形状优化模型。随后,将全局优化算法与形状优化模型相结合,对船舶龙骨结构进行优化设计。结果表明,在筋板交错位置增加筋板高度能够有效提升龙骨结构整体刚度,其余位置可以采用较小的筋板高度。本文研究可为船舶龙骨结构改进设计提供参考。     

基于港口分拨中心的进口铁矿石物流系统优化研究

以港口分拨中心为切入点,从整体优化的角度,建立了进口铁矿石物流系统优化模型,并以大连港为例进行优化计算与相关参数的模拟分析,为我国进口铁矿石物流系统优化提供决策依据。     

改进的BP神经网络在路基沉降预测中的应用

针对传统BP神经网络存在的缺点,提出基于遗传优化的变梯度反向传播的BP神经网络预测方法,采用遗传算法优化BP神经网络的初始权重,建立路基沉降预测模型。该模型可克服BP神经网络模型存在的收敛速度慢、易陷入局部极小点等缺点。结合现场实测数据,将该优化模型与指数曲线模型、双曲线模型、灰色预测模型和传统BP神经网络预测模型对比,结果表明改进的BP神经网络在路基沉降预测中精度最高,适宜于广泛推广应用。     

基于MSC/NASTRAN的小水线面双体船结构优化设计研究

该文对NASTRAN的最新结构优化方法和结构优化流程作了介绍,阐述了NASTRAN一般结构优化的数学模型和拓扑优化的物理模型。以小水线面双体船的舱段模型为研究对象,首先以提高舱段结构的整体刚度为目标进行拓扑优化、形状优化和尺寸优化,进而结合工程适用性提出贴近优化结果的可行优化设计,最后通过有限元直接计算比较验证了优化方案相对常规设计的结构响应的改善。     

基于实船数据的船舶航速与油耗优化建模

为获得水路运输中船舶的最佳航速,实现燃油效率的最大化,以长江航线货运船的航速、燃油等真实监测数据为基础,提出一种新的船舶航速与油耗优化模型。模型包括白箱模型(White-Box Model,WBM)和黑箱模型(Black-Box Model,BBM)两个部分:WBM由改进后的物理方程和数学公式组成;BBM是BP(Back Propagation)神经网络。两者结合成新的灰箱模型(Grey-Box Model,GBM)。通过分析船舶航行过程中影响船舶燃油消耗的多种因素,确定WBM参数,分别用串联和并联的方式将白箱与BP网络结合构建船舶航速与油耗优化模型,采用牛顿-拉普森迭代算法进行求解。计算结果表明:优化模型可在选定的航段内找到最佳的指导航速,并且模型的R2达到了0.945。此外,将建立的模型与单一的WBM进行对比验证,所建立的船舶航速与油耗优化模型得到的最佳航速更加精确,整体误差也从0.130减小到0.071。     

新建船队的船队优化模型建立和比较

船队规划问题通常是通过建立连续变量线性规划模型或混合整数线性规划模型来解决,但往往会得到要求一艘船营运于多条航线的结果。而企业出于安全因素和便于管理的角度考虑,希望船队单船个体的航线能固定,这就需要采用整数规划模型来解决此类问题。针对新建船队的整体配置规划问题,在建立连续变量线性规划模型和混合整数线性规划模型的基础上,探索并建立线性整数规划模型和非线性整数规划模型并进行优化。通过对计算实例的分析比较,论述了4种优化数学模型的特点与适用范围。     

改进Sobol’方法在船型优化模型中的应用

针对船型优化中采用更多的优化变量有可能带来"维度灾难"的问题,通过灵敏度分析确定不重要的变量并降维来缓解该问题。介绍以往提出的改进Sobol’方法,利用该方法对某集装箱船兴波阻力优化模型进行灵敏度分析并降维。为减少分析的计算量,对该船型优化模型构建Kriging模型。对优化模型降维前后的优化过程、最优解及其波形和型线进行对比。结果表明:降维后优化模型收敛更快,最优解兴波阻力系数仅增大0.15%,采用改进Sobol’方法进行降维,能在保证最优解质量的同时,提高优化效率。     

超大型集装箱码头作业运营仿真系统研发

针对超大型自动化集装箱码头的实际运营情况,开发了一套超大型自动化集装箱码头作业运营仿真系统。该系统具有码头智能计划与调度仿真、业务流程优化验证、作业预测等功能。实践表明,该系统对超大型自动化集装箱码头整体作业运营优化具有实用性与有效性。