基于神经网络的船舶主尺度优化设计方法

详细介绍了神经网络的模拟退火算法的特点，基本思想及计算步骤，并以主尺度优化设计为例，针对主尺度优化问题解的特性和状态，对模拟退火算法具体应用中的几个问题进行了探讨。     

基于模拟退火算法在尺度优化设计方法

详细介绍了神经网络的模拟退火算法法（以下简称ＳＡ）的特点，基本思想及步骤，它是基于ＭｏｎｔｅＣａｒｔｏ迭代精法的一种随机搜索算法，以主尺度优化设计为例，针对主尺度优化问题解的特性和状态，对模拟退火算法是具体应用的几个问题进行了探讨，仿真结果表明，ＳＡ算法能很好的姚离局部最优解的陷阱找到全局最优解，其优化与初始点的选择无关，从而为船舶主尺度优化问题提供了一个稳定的全局最优化算法。     

求解多峰性函数全局最优解的进化算法及其应用研究

本又针对简单遗传算法（SGA）在解决多峰性函数最优化问题存在的不足，提出了一种分配区间型进化算法，能够求出多峰性函数所有全局最优解及多个局部最优解。通过十几个多峰性函数与工程实例的数值实验，验证了算法的正确性。对简易海洋平台进行了疲劳可靠性优化设计为算例，取得了满意的结果。     

基于模糊综合评判的汽车传动轴模糊优化设计

综合运用模糊数学理论和优化设计方法，建立起了基于模糊综合评判的汽车传动轴模糊优化设计的数学模型，对汽车传动轴模糊优化设计方法进行了探讨，并给出了设计实例。结果表明，基于模糊综合评判的汽车传动轴模糊优化设计，是一种更具有工程实用价值的综合设计方法。     

基于多目标优化和多属性决策的数据采集装置总体优化设计

舰船数据采集装置的设计需兼顾装置总体质量、装置散热性能、装置结构变形及装置结构强度等多种要求,是一个典型的多目标优化设计问题。本文采用基于精英策略实数编码、带跳变算子的非支配排序多目标遗传算法(RNSGA-II-SBJG算法),开展考虑上述要求的数据采集装置总体优化设计;考虑数据采集装置工作过程中热-结构耦合效应,建立多场耦合分析模型,基于响应面方法构建代理模型,引入灰色关联度分析方法计算Pareto解集与理想解的关联度,对优化解集进行评价排序。应用上述方法对某数据采集装置进行优化设计,数值结果表明,径向基函数拟合精度高、Pareto解集分散良好,基于灰色关联度分析的优化解评价方法能够有效、合理地选取优化设计方案。     

基于CFD的翼型水动力性能多目标优化设计

随着计算机技术的飞速发展,如何进一步发挥CFD在船舶工程优化设计中的作用,成为当前CFD应用研究的一个重点.文章通过集成CFD工具、优化算法和几何重构技术构建了基于CFD的构型水动力性能优化设计平台.以翼型作为优化对象,阻升比和尾流均匀度作为目标函数,采用Bezier曲线方法实现翼型几何表达与重构,利用DOE和NSGAⅡ算法对NACA0024翼型进行了多目标全局优化设计,获得了均匀分布的Pareto最优解集.结果表明该平台可以用于翼型水动力性能多目标优化设计.此外,文中的工作为进一步开展基于CFD的船型水动力优化设计打下了坚实的基础.     

船舶坐墩配墩优化

本文建立了船舶坐墩配墩优化设计的数学模型，采用分级优化方法和约束变尺度算法在微机上求解。讨论了墩木搁置基础、墩木最大容许承压面积及船体首、尾结构强弱对优化结果的影响。本文方法已在实际中应用，收到了良好的效果。     

基于模糊综合评判的汽车传动轴模糊优化设计

综合运用模糊数学理论和优化设计方法,建立起了基于模糊综合评判的汽车传动轴模糊优化设计的数学模型,对汽车传动轴模糊优化设计方法进行了探讨,并给出了设计实例.结果表明,基于模糊综合评判的汽车传动轴模糊优化设计,是一种更具有工程实用价值的综合设计方法.     

基于粒子群算法的水翼剖面优化设计

水翼是船舶设计和各种水中运动装置设计的重要组成部分,在船舶海洋工程领域的应用十分广泛.采用粒子群优化算法(PSO)对三维水翼翼型进行了以提高升阻比为目标的优化设计.翼型由解析函数线性叠加法表示,目标函数和粒子的适应度由基于面元法的流场数值解来提供.整个优化计算过程较传统的优化方法原理简单,计算量小,优化后的水翼型能较原翼型的水动力性能有明显改善.优化结果验证了粒子群优化算法结合面元法在水翼剖面优化设计中的可行性,对今后水翼剖面优化设计有一定借鉴意义。     

基于鲁棒性的船体中横剖面多目标优化

工程应用中在进行鲁棒性优化设计时,要求所求出的解既要具有较高的质量,又要满足一定的鲁棒性要求。将鲁棒性优化问题转化为一个双目标的优化问题,即一个目标为解的最优性,另一个目标为解的鲁棒性,并针对一艘最大应力接近许用应力的多用途船进行基于鲁棒性的中横剖面优化设计。首先,用支持向量机的方法建立船体舱段的近似模型,用于求取舱段的最大应力,并结合蒙特卡罗积分的思想构造出表示最大应力鲁棒性的函数;随后,以最大应力最小和最大应力的鲁棒性函数值最小为目标函数,设计出一种求解鲁棒性最优解的粒子群多目标优化算法。优化结果不仅能降低船体结构的最大应力,同时还可较大程度地提高最大应力的鲁棒性,证明了该方法的可行性。     

模糊数学规划用于柴油机的性能优化

将模糊数学规划用于柴油机的性能优化,对经典数学规划中分明的约束边界作了模糊化处理,使之能反映自然界普遍存在的模糊性。在最大爆发压力限制下供油提前角的模糊优化计算表明,采用模糊数学规划进行柴油机的优化设计是一条进一步提高设计质量的新途径。     

船体结构静动态协同优化设计(英文)

论文集成静态、模态和动力响应分析,建立了船体结构静、动态协同优化模型.在系统级优化模型中,以单学科最优解和多学科最优解之间的差异最小化为目标.该目标函数不仅消除了多个目标之间的量纲和数量级差异的影响,而且扩展了协同优化算法的应用范围,由原来的单目标优化扩展到了多目标优化.并与子系统级优化模型构成二级协同优化算法架构.采用多岛遗传算法进行优化求解.对集装箱船艉主甲板进行了静、动态优化设计,分析表明本文所采用的优化算法能应用于工程实际.     

改进自适应惯性权重粒子群算法及其在核动力管道布置中的应用北大核心CSCD

[目的]旨在研究非线性自适应惯性权重粒子群优化算法,实现船用核动力一回路系统管道路径的布置优化设计。[方法]根据船用核动力一回路系统的管道布局设计特点,建立一回路系统的管道布局空间模型、约束条件和评价函数;基于管道节点数量,提出一种粒子群优化(PSO)算法的新型定长编码方法,然后结合该编码方法建立方向引导机制;在此基础上,针对粒子群优化算法易陷入局部最优解、收敛速度慢的缺点,结合辅助线性变化的学习因子,提出一种基于非线性自适应惯性权重的改进粒子群优化算法;将改进粒子群优化算法与协同进化算法相结合,提出一种用于求解分支管道布局问题的协同进化粒子群优化算法,以用于核动力一回路系统的管道布局优化。[结果]仿真结果显示,所提的改进算法与标准算法相比收敛速度提高了40%~50%,不仅能够得到更好的管道布局效果,还解决了标准粒子群优化算法容易陷入局部最优解的问题。[结论]研究成果可为船用核动力一回路系统管道布置的优化设计提供有益的参考。     

20000DWT近海散货船概念设计多学科优化

以20 000 DWT近海散货船为研究对象,分别建立以船舶造价、航速、回转性指数、应舵指数为目标的多个船舶概念设计优化数学模型。应用iSIGHT软件对这些数学模型进行集成,采用非支配解排序的多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解船舶概念设计多目标问题以获得Pareto解集。优化结果证明了NSGA-Ⅱ算法解决近海散货船优化设计问题的有效性,为解决更复杂工程系统的设计优化问题奠定了基础。     

基于神经网络理论的船舶结构可靠性优化设计

本文将人工神经网络理论应用于船舶纵向结构的可靠性优化设计中，采用模拟退火和玻尔茨曼机原理，在优化过程中可避开局部最优解，取得系统的近似最优解。     

基于分段动态松弛协同优化算法的船舶机舱结构优化设计

基于标准的协同优化算法,针对其对初始点敏感、收敛慢等固有缺陷,将协同优化算法法与混合优化算法及动态松弛法相结合,提出分段动态松弛协同优化算法,并将其应用到船舶机舱结构多目标优化问题中。针对船舶主机舱结构静、动态多学科多目标优化问题,建立主机舱结构的多目标协同优化模型。在Isight优化软件中采用改进的分段动态松弛协同优化算法,对船舶机舱结构进行静、动态多学科多目标协同优化设计,得到优化设计的最优解。优化结果表明,相对于基于遗传算法的协同优化算法,分段动态松弛协同优化算法兼顾了优化的高效性和准确性,对于实际工程中更加复杂的多学科多目标结构优化具有一定的参考价值。     

求解刚性四连杆变幅系统中臂架运动区间的一种新方法

将同伦方程引入连杆曲线方程的分析中，并采用数值延拓技术，扩大迭代求解连杆曲线方程的收敛范围，此算法具有大范围收敛性，为起理机刚性四连杆优化设计提供了新的迭代算法。     

中小型LNG船C型舱的多目标优化设计方法

采用参数化方法建立C型液货舱的参数化模型,以液货舱重量和液货舱表面积为目标,以货舱总容积为定值作为约束条件,建立多目标优化模型,采用NSGA-Ⅱ算法对优化设计模型进行求解,得到C型舱主尺度的优化解,某12 000 m~3运输加注船的单体型液货舱设计表明该方法可行,设计效率高。     

基于人机结合遗传算法的船舶管路三维布局优化设计

船舶管路布局优化问题属于带性能约束的组合优化问题,单纯采用计算机很难进行有效的求解。基于此,论文提出了基于人机合作充分考虑和利用设计人员的专业知识和经验,发挥人机各自特长,将人工解与算法解在改进遗传算法基因层面上进行结合,生成船舶管路三维布局优化设计方法;该方法一方面可以发挥计算机的计算优势,另一方面也充分利用了设计者的设计经验,在一定程度上缓解了求解问题的计算复杂性和工程复杂性,同时有效地引导算法进行搜索,得到满足工程要求的稳定解。最后,通过数值仿真实验验证,证明了该方法的可行性和有效性。     

基于图论的舰船通道路线优化

舰船通道长期以来主要依据规范和工程经验设计，设计质量很大程度受设计师能力的影响。文章讨论图论在舰船通道路线优化设计中的应用。首先从图论的原理出发，阐述舰船通道路线优化设计的依据，参考人群流量理论提出路权的计算方法；以船舶通道网络为研究对象，以行程时间最短为优化目标，利用经典的Floyd算法确定最短路径：对某舰艇两层甲板的通道网络实例进行优化并编程实现算法，对优化结果进行分析并提出讲一步开展优化的设想。