船舶结构混合变量优化的遗传算法

本文针对船舶结构优化设计中普遍存在的混合离散变量现象，对遗传算法进行了若干探讨和改进，以直接获得实用的最优解。通过两个船舶结构优化的算例，验证了本文方法的有效性。     

基于VAR模型的混合动力VLCC船舶营运数据分析

大型VLCC风帆-主机混合技术将是绿色船舶和航运时代的重大里程碑和技术创新。混合动力VLCC船型的技术经济可行性分析是开发该技术和船型工作中的一个重要环节。本文通过构建有关VLCC船舶关键营运数据的分析谱系和向量自回归模型(VAR)分析了目标混合动力船型的船价、运费、燃油价格等关键经济变量相互动态影响路径和机制。研究发现,从中、长期而言,燃油价格是影响新造船价格变化的第二大重要经济变量。这不仅反映了对于节能减排型船舶的内在市场需求,也体现了开发和推广混合动力船型的重大商业意义。     

基于量子行为遗传算法的船体局部结构优化设计

采用遗传算法解决船舶复杂结构中混合设计变量优化问题时,其效果很有效,且能获得全局最优可行解。然而,简单遗传算法局部搜索能力差且易于早熟。为了提高对船舶复杂结构设计变量解空间的搜索能力,该文设计了一种基于二进制编码的适用于混合变量的量子行为遗传算法,比较适合于复杂函数的全局寻优,且搜索能力优于标准遗传算法。通过三个算例对算法的寻优能力进行测试,实验结果表明,采用量子行为遗传算法进行的船体局部结构优化设计具有较好的计算质量与计算效率。     

抗随机干扰的船舶动力系统混合控制方法

在随机干扰下,船舶航行的动力稳定性控制系统是一个多变量的非线性系统,通过船舶动力系统混合控制优化设计,提高船舶航行动力输出的稳定性。提出一种基于模糊PI双控制的船舶动力系统混合控制方法。构建船舶动力输出控制的约束参量模型,采用稳态误差修正方法进行船舶动力输出的误差反馈控制,结合模糊PI控制方法进行船舶动力输出的自适应调节,实现船舶动力双环自镇定反演控制。仿真结果表明,采用该方法进行船舶动力系统混合控制和输出稳定性调节,控制过程的稳定性较好,动力输出的鲁棒性较高,抗随机干扰性较强。     

混合几何相似原理在船模光弹试验中的应用

本文提出大型结构模型试验的混合几何相似原理，并介绍了它在船舶立体分段光弹性模型设计中的应用，以及模型的制作、冻结、测量、换算及结果分析。     

船舶航迹多变量间的流形依赖关系研究

船舶航迹多变量是反应船舶有效航行路线的数据之一,常规航迹多变量间的关系主要体现形式以二维平面为主,无法通过数据形式进行关系衡量,为此提出船舶航迹多变量间的流形依赖关系研究。构建线性流形关系模型,利用几何概念,将数据形式的航迹多变量进行实体化,推导出理论关系,使用变量条件约束,实现模型构建;通过模型计算得到船舶航迹角多变量间流形依赖关系,利用模型理论推导,分析出船舶迹多变量间流形依赖关系。实验数据表明,提出的流形依赖关系真实有效。     

混合动力电动船舶模糊逻辑控制策略

混合动力电动船舶对于纯电动船舶具有较好的续航能力,适用于航线较长且具有随机性的船舶工况,同时对于工程作业船舶工况其可以降低柴油发电机为动力的工程作业船舶柴油机功率,减少燃油消耗与排放。本文分析了上述两种不同船舶工况特点,并针对该工况采用串联式混合动力结构作为船舶动力系统结构并根据工况需求设计了相应的模糊逻辑控制策略。运用MATLAB/Simulink搭建了系统仿真模型,仿真结果表明,所设计串联式混合动力系统及其模糊逻辑控制策略能够在上述两种船舶工况下实现控制要求。     

基于工艺可行性的离散变量结构动力特性设计优化

基于船舶工艺可行性分析,建立了使用自适应模拟退火算法的多工况下船体结构动力特性设计优化模型;并给出了相应的设计流程。模型使用矩阵描述由板材厚度和骨材型号构成的离散变量集合,同时将全体设计变量处理为共享设计变量。将模型应用于某集装箱船艉部结构的动力特性设计优化中,优化后的结构不仅减轻了自重,而且增加了频率储备。实例分析表明该模型能应用于工程结构的实际优化设计。     

变量相关的船舶结构可靠性分析

本文对具有相关变量的船舶结构可靠性分析问题，提出利用矩阵变换结合复形优化方法来计算结构可靠性指标。针对船舶结构极限状态方程较为复杂的情况，提出了若干改进措施，使问题得到满意的解决。计算结果表明，本文方法是有效的，研究变量间相关性是必要的。     

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。