美国舰船总体概念设计技术发展典型特点分析

对美国舰船概念设计技术近年来的发展趋势进行分析,总结其发展过程中呈现出的3个典型特点。这3个典型特点分别为:基于模型的舰船系统工程成为概念设计发展的基础;多学科融合成为舰船概念设计发展的潮流;面向体系化的系统集成成为舰船概念设计发展的目标。针对这3个特点,给出具体的工程实例分析,并对美国舰船概念设计中存在的主要技术发展难点进行评述。     

基于AHP与MAUT的舰船概念设计评估方法研究

提出了一种融合层次分析法与多属性效用理论的对舰船概念设计方案进行评估的方法,并建立了舰船概念设计效能层次模型、评估模型以及底层指标效能转化模型,量化了舰船概念设计方案水平。     

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。     

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.     

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.     

舰船动力装置多学科集成设计优化方法

[目的]在充分分析舰船动力装置总体设计研究现状的基础上,指出现有动力装置设计方法中存在缺乏从多学科耦合角度进行仿真和优化,从而制约设计质量提高的问题,有必要开展动力装置多学科集成优化理论、方法及关键技术研究。[方法]建立舰船动力装置多学科集成优化设计系统框架,并对动力装置多学科优化技术、现代设计工具技术、协同仿真、支撑环境、设计软件开发等关键技术进行深入研究。[结果]给出了有效的解决方案。[结论]研究成果能为开展舰船主动力装置多学科集成设计优化提供一定的参考,同时为舰船动力装置设计水平的提高奠定一定的基础。     

多学科设计优化在桁架式Spar平台概念设计中的应用(英文)

在传统的桁架式Spar设计过程中,设计人员通常只选择一个或两个学科作为某个阶段的设计目标,而没有把设计过程作为一个整体进行研究.同时,传统的设计方法没有充分考虑决定Spar性能的多个学科之间的相互影响和耦合作用.因而,传统的设计方法很难获得最优的设计方案.为解决这一问题,该文将多学科设计优化方法引入桁架式Spar的概念设计,以实现真正的设计优化.文中首先介绍了桁架式Spar的传统设计方法以及多学科设计优化的基本理论,讨论了如何将多学科优化技术应用于Spar平台的概念设计.进而提出了一种适用于Spar设计的多学科设计优化方法-基于响应面的协同优化方法,并基于该方法,建立了桁架式Spar的设计优化框架.最后,对今后的研究方向提出了几点建议.     

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。     

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.     

两层分级多学科设计优化在AUV概念设计中的应用

建立了自治水下潜水器总体概念设计的两层分级多学科设计优化框架的数学模型,借助试验设计方法进行设计变量与目标函数的相关性分析,选取对AUV总体概念设计结果最有影响的设计变量,进行多种优化搜索策略和多组不同初始设计值的多学科设计优化,最后得到自治水下潜水器概念设计的优化结果。     

港口干散货码头转运站结构设计

随着港口建设的不断发展,港口工程多、高层转运站建筑得到广泛的应用并发挥越来越重要的作用。结合港口生产建筑设计、施工经验,针对转运站结构特点,重点分析设备荷载,找出合理的荷载组合工况;运用概念设计提出优化转运站结构方案的方法;通过分析,强调埋件在设计及施工中的重要性。     

舰船总体综合保障技术特点及设计接口分析

从综合保障概念、综合保障技术发展、综合保障一般特点出发,论述国内外典型装备综合保障状况,并分析综合保障技术在舰船中的应用特点,探讨保障性设计与性能设计、可靠性设计、维修性设计、测试性设计等接口关系。     

某豪华游轮在波浪中的耐波性能预报(英文)

The seakeeping performance of a luxury cruise ship was evaluated during the concept design phase. By comparing numerical predictions based on 3-D linear potential flow theory in the frequency domain with the results of model tests, it was shown that the 3-D method predicted the seakeeping performance of the luxury cruise ship well. Based on the model, the seakeeping features of the luxury cruise ship were analyzed, and then the influence was seen of changes to the primary design parameters (center of gravity, inertial radius, etc.). Based on the results, suggestions were proposed to improve the choice of parameters for luxury cruise ships during the concept design phase. They should improve seakeeping performance.     

舰艇防护等级的等效厚度研究

简要回顾了舰用装甲结构形式的发展历程,提出了不同防护等级所对应的装甲结构形式应有不同的设计理念。为了更加规范化和方便评价防护效果,通过数值仿真将破片统一为10g或26g破片模拟弹,并将防护等级表示为均质钢板厚度,新的防护等级标准的概念更清晰、更简捷。     

基于知识工程的自升式钻井平台方案设计方法

针对目前自升式钻井平台方案设计特点,引入知识工程的理念,建立面向对象的知识表达方法及基于实例和规则的混合推理机制,采用参数化设计方法进行特征驱动,在快速生成设计方案的同时对设计进行检验并提出建议,使设计人员的工作重点从数据处理转移到对设计对象的分析上来.开发了原型系统,证明了该方法的有效性和实用性.     

客户资产管理理论及其对我国船舶工业改革创新的意义与启示

客户资产管理理论是顺应服务经济的新管理理论,它突出了客户资产作为核心资产的关键地位.这一理论不仅丰富了经典经济学的厂商理论,它认为客户是不可或缺的生产要素,其与厂商是一种合作、共生的关系;而且还突破了传统的管理学中的会计盈利观念,即,企业应重点关注客户盈利能力而不是产品的盈利能力,为客户创造价值,客户的拥有率比产品的市场占有率更重要.这种理论对于处于在转型时期中的中国造船工业,无论是从改革路径的选择,还是经营理念的重塑,以及微观经营操作层面都具有有益的启示.     

航道整治建筑物可靠性设计的思考

航道整治建筑物在航道整治工程中起着举足轻重的作用,从工程实施的结果来看,毁坏相对严重。在比较其他建筑物结构可靠性设计理论和航道整治建筑物设计理论现状的基础上,提出完善航道整治建筑物设计理论先健全安全系数法,再建立可靠度设计理论的设想。采用可靠度设计有利于量化结构在设计基准期内的可靠性,为项目的经济技术分析提供数值依据。     

基于MATLAB的卡尔曼滤波法参数辨识与仿真

本文介绍了基于MATLAB的使用卡尔曼滤波法进行参数辨识的设计与仿真方法。简述了参数辨识的概念和卡尔曼滤波法应用于参数辨识的基本原理，结合实例与最小二乘法进行比较，给出了相应的仿真结果和分析。     

基于SIMP拓扑优化理论的结构概念设计研究

为了探讨机床结构概念设计问题,并提供符合工程实际的、用于概念设计阶段的机床结构设计方法,文中将拓扑优化方法与有限元结合应用于结构概念设计进行了研究。以UG作为CAD造型平台,以ANSYS作为CAE有限元建模和分析平台,采用SIMP(Solid Isotropic Material with Penalization)拓扑优化理论建立数学模型,并应用改进的启发式拓扑优化准则算法进行数学模型的求解,得到经过拓扑优化的结构概念设计的方案模型。文中将拓扑优化方法与CAD/CAE系统进行集成应用于解决船舶舵叶连接法兰面加工专机的升降台的拓扑结构优化。优化结果为结构详细设计阶段的形状优化和截面优化提供设计优化区域和原型。从结构概念设计的结果看出,其优化设计过程较稳定、有效,能够满足工程上概念设计的需要。     

一新型深吃水平台的概念设计(英文)

The authors analyzed requirements for a new deepwater platform, from conceptual design to hydrodynamic analysis. The design incorporated Deep Draft Multi-Spar (DDMS) that allowed easy fabrication, reduced costs, and provided favorable motion performance. It also provided a dry tree system and other benefits. The conceptual design process included dimension estimation, general arrangements, weight estimation, weight distribution, stability analysis, etc. A high order boundary element method based on potential theory and the modified Morison equation was used to predict the hydrodynamic and viscous effects of this new concept platform. The response amplitude operators (RAOs) were acquired and compared with those of a typical Truss Spar. The response of the platform to the JONSWAP spectra of 3 different extreme ocean conditions was analyzed to evaluate the seakeeping ability of the new concept. The results revealed favorable motion performance due to all the degrees of freedom available.