船舶主尺度神经优化分析

本文阐述了以随机神经网络系统理论应用于船舶主尺度优化设计的新方法。介绍了神经网络的模拟退火优化算法的特点与基本思想、数学模型和计算步骤，并给出船舶主尺度神经优化设计的实船算例，以及与其他优化方法之比较。     

5600m^3超低温冷藏运输船舱室优化设计

文中以5,600m^3超低温冷藏运输船舱室为研究对象,为了提高舱室的冷藏和保温效果,从船舶主尺度、船舶分舱及保温舱壁等方面进行了优化设计.采用混沌优化法进行了船舶主尺度的优化,得到了优化设计后的船长、型宽、长宽比、设计吃水、额定功率及初稳性高度等主要参数;以舱容率最大化为目标,利用CAXA和NAPA软件进行了船舶舱室的分舱优化设计,得到了双层八舱式冷藏舱舱室结构;根据舱室的工作性质及要求,以舱室保温及冷藏效果为目标,进行了舱壁结构组成的优化设计.最后,通过舱室的保温性能实验,从舱室温度回升值、压力变化值、各测温点的均值变化及离散变化趋势等参数进行了舱室优化设计的实验验证.结果表明超低温冷藏运输船舱室的优化设计是合理且可行的.     

船舶双臂尾轴架结构优化设计

本文给出了船舶双臂尾轴架结构强度与振动分析计算公式,建立了优化设计的数学模型,并开发完成在IBM-PC微机上运行的优化设计程序。实例计算结果表明,采用本方法进行船舶双臂尾轴架结构的分析与优化,简便可靠,能收到明显的效益。     

大型油船结构优化设计研究进展

综述了大型油船结构设计的特点;从中剖面纵向构件优化设计、横向构件优化设计及横舱壁结构优化设计三方面评述了国内油船结构优化设计的现状;对国外船舶结构优化设计的进展也作了评述;最后指出大型油船结构优化设计尚需进一步研究的若干问题。     

船舶耐波性模糊优化方法研究

创建了一个基于优化平台概念的船舶耐波性模糊优化系统.该系统由优化平台、耐波性计算和型线改造3个子系统组成.利用这一优化系统对大型集装箱船的耐波性能进行了优化,结果说明该优化系统可实现以船舶耐波性因素为目标函数的最优化设计.     

大型集装箱船舶优化设计中响应面法的应用

在水上货物运输中,集装箱船以其自身的优势得到广泛应用。由于此类船型主要是以便于集装箱的装卸作为设计依据,从而使得船型结构存在一定的不足,如果出现过大的扭转便会造成船体变形。为了解决这一问题,应当对集装箱船舶的结构进行优化设计。在各种优化设计方法中,响应面法的效果比较好。因此,可在集装箱船舶优化设计中对该方法进行合理运用。从大型集装箱船舶的结构特点分析入手,论述了响应面法在大型集装箱船舶优化设计中的具体应用。     

面向对象的船舶舯剖面优化设计初探

探讨了船舶舯剖面结构优化设计中面向对象方法的初步应用。在对优化设计过程进行面向对象的分析、设计后，提出了一个中横剖面优化设计对象模型。最后给出了一个完整的优化设计实现过程。     

船型方案优化设计的应用探讨

根据设计船舶的具体要求确定设计变量、目标函数及约束条件，构造描述船舶优化设计的数学模型。运用有约束条件非线性规划问题的罚函数算法、多目标决策问题的分层序列算法，结合MATLAB“Optimization Toolbox”进行优化计算。计算结果和实际营运效果表明，优化船型船舶与本航区同类非优化船型船舶相比，营运性能有显著提高。     

基于能效管理的船舶航速系统优化设计

在目前航运业市场低迷、运力过剩的境况下,航运企业愈发重视对燃油成本的控制,对航速节油也有了更多的要求.为此,提出基于能效管理的船舶航速系统优化设计,计算船舶营运的经济航速.并结合航次的航线、航向、航速及每段航线的天气、水文等信息,对船舶营运航速的模型进行不断优化调整,指导船舶航行,为船舶及船岸操作提供决策支持,以达到优化节能的目的.     

船舶汽轮机组优化设计研究

汽轮机组是船舶动力装置的重要组成部分,其重量和尺寸是影响船舶动力装置重量体积及布置的重要因素.建立包括汽轮机、冷凝器和齿轮减速器设计三部分的船舶汽轮机组数学模型,以汽轮机组重量最小为目标函数和在给定的约束条件下,采用不同的优化算法对机组进行了优化设计.与原方案相比,采用优化方案后汽轮机组重量明显减小,改进的自适应遗传算法有更好的优化性能,优化效果显著.     

Stochastic wave spectra estimation (SWSE) based on response surface methodology considering uncertainty in transfer functions of a ship

In this paper, a new wave spectra estimation method is proposed in which the frequency domain wave estimation method (FDWE) is extended into a probabilistic analytical framework in order to estimate the encountered sea states involving uncertainty in transfer functions of a ship. The proposed method, named the Stochastic Wave Spectra Estimation (SWSE), makes use of an Hermite polynomial chaos expansion (PCE) to represent the uncertainty in the transfer functions and the response surfaces. The method involves a mathematical formulation where an extension of the deterministic FDWE concept to the space of random variables is made. The proposed method can accurately and easily estimate the encountered wave spectra based on ship response measurements accounting for uncertainty in the transfer functions. In this paper, numerical and experimental investigations of the proposed SWSE are made, where the uncertainties in the transfer functions of heave and pitch motions of a containership are taken into account. The validity of the SWSE is demonstrated by comparison to results of uncertainty analyses through the Monte-Carlo simulations (MCS).     

混沌优化算法在船舶主尺度优化中的应用

混沌优化方法是近几年兴起的一种新的优化方法,目前已在部分领域内得到很好的应用。本文介绍了混沌优化算法,并将该方法应用到船舶主尺度优化中。通过实例论证了该方法的可行性,同时也为船舶设计者提供了一种新的优化手段。     

Application of the optimal Latin hypercube design and radial basis function network to collaborative optimization

Improving the efficiency of ship optimization is crucial for modern ship design. Compared with traditional methods, multidisciplinary design optimization (MDO) is a more promising approach. For this reason, Collaborative Optimization (CO) is discussed and analyzed in this paper. As one of the most frequently applied MDO methods, CO promotes autonomy of disciplines while providing a coordinating mechanism guaranteeing progress toward an optimum and maintaining interdisciplinary compatibility. However, there are some difficulties in applying the conventional CO method, such as difficulties in choosing an initial point and tremendous computational requirements. For the purpose of overcoming these problems, optimal Latin hypercube design and Radial basis function network were applied to CO. Optimal Latin hypercube design is a modified Latin Hypercube design. Radial basis function network approximates the optimization model, and is updated during the optimization process to improve accuracy. It is shown by examples that the computing efficiency and robustness of this CO method are higher than with the conventional CO method.     

Energy efficiency optimization analysis of fuel cell/lithium battery hybrid ship based on whale optimization algorithm北大核心CSCD

[目的]为提升船舶的能源利用率,对多因素影响下的燃料电池/锂电池混合动力船舶能效优化方法进行分析。[方法]基于Matlab/Simulink仿真建模软件,建立对象船舶的能效仿真模型,研究通航环境要素对船舶能效的影响。考虑动力源特性和船舶功率需求,提出基于模糊逻辑的功率分配策略,以优化系统能量流动。然后在此基础上,以系统总能耗最低为优化目标,建立考虑多因素的船舶航速非线性优化模型,采用鲸鱼优化算法开展优化模型动态寻优,并进行不同航行方法和航行时间约束下的能效优化分析。[结果]结果显示,在总航行时间不变的情况下,采用所提的考虑多因素的船舶能效优化方法可以降低船舶5.04%的总能耗和13.16%的燃料电池氢气总消耗。[结论]所述方法对船舶节能减排具有积极的作用,同时对提高船舶续航力和经济性具有重要意义。     

吃水受限内河船舶航行性能综合优化的分层并行混沌算法

船舶航行性能综合优化设计分析是一项非常重要的工作。基于分层思想、并行算法和混沌算法,建立了吃水受限内河船舶性能综合优化的数学模型,设计了一种求解此类问题的基于敏感变量分段的分层并行混沌复合算法。编制了界面友好的VC＋＋软件。对于吃水受限内河船舶快速性和操纵性综合优化问题,进行了遗传算法、混沌算法、并行混沌算法和分层并行混沌算法的大量优化计算,结果表明：该复合算法计算可靠、效率高;为吃水受限内河大型船舶综合优良船型设计奠定了良好基础。     

模糊混沌算法及其在船舶性能或结构特性综合优化的应用研究

将限界搜索模糊优化与混沌算法复合构成限界搜索模糊混沌算法,并将其应用于大中型船舶性能或结构特性综合优化计算分析中.建立了以加权和形式为目标函数的综合优化数学模型,编制了计算软件,进行了大量对比计算.计算结果表明:这些优化方法和计算软件界面友好、可靠性和计算效率高,并且具有较高的实用性,运用于大中型船舶性能或结构特性综合优化是切实可行的;对于大中型船舶方案或初步设计也有使用价值.     

基于改进混沌优化算法的船舶综合负荷模型参数辨识

参数在线辨识是目前电力系统负荷建模的主要手段,而在辨识方法上主要使用了优化类算法.首先改进以往混沌优化算法的流程,增加参数搜索范围自动缩小的功能,减少一次混沌序列生成的步骤.对测试函数的优化结果表明改进算法在保证精度的基础上大大提高了寻优速度.然后,将该改进算法应用到了船舶综合负荷模型的参数辨识上,仿真结果说明该算法寻优速度快,并且有良好的辨识精度.通过对仿真结果的分析指出,对于负荷模型参数辨识,合理缩小参数寻优范围有助于提高算法的精度.     

基于区间分析方法的船舶不确定稳健设计优化

实际船舶优化设计中,大量不确定因素的存在可能会导致船舶性能达不到预定的设计目标。因此为了保证船型方案的可行性,本文将区间分析方法应用到不确定稳健设计优化中,以一条散货船的概念设计为例,针对单个不确定变量存在和多个不确定变量共同存在的情况,分别进行研究,以单位运输成本的中值和半径最小为目标,采用双层嵌套优化体系,内层采用多岛遗传算法求解目标函数的区间,外层采用NSGA-II算法来优化目标函数,从而保证船舶的稳健性。     

Fourier NUBS method to express ship hull form

This article presents a method of numerical expression to draw ship hull forms. Recent developments in research into ship hull optimization need a method to express ship hull form as precisely as possible with a small number of design parameters. This method is based on a combination of the Fourier–sine series expansion and nonuniform B-spline (NUBS) interpolation. The merit of the combination is that it removes the wiggles which are often found when generating a rectangular-type curve, such as the midship section of tanker ship, with a simple Fourier series expansion. Here, the procedure is explained, and then a tanker ship hull is generated. Through the discussion, we show the effectiveness of the method.     

水面舰船多学科设计优化(英文)

多学科设计优化(MDO)被认为是目前处理海洋结构物设计的有效方法.中国船舶科学研究中心也开展了将多学科设计优化应用于船舶设计的研究.上一篇文章从船舶设计研究人员的角度出发对多学科设计优化的理论进行了介绍并且对一条发表了的国外舰船的模型进行了优化.在本文中,作者对国内的一艘实船的概念设计建立了多学科设计优化模型,该模型包括快速性、操纵性和船中剖面的总纵强度分析,它有37个设计变量,9个约束和两个目标.iSIGHT9.O被用来集成这些模块并执行优化,最终找到的优化设计不仅提高了该船的快速性,同时减小了船中剖面的截面积.