专家系统和数据库技术在船舶设计的应用

近年来随着计算机与数据库技术的迅速发展,船舶CAD设计也取得了较大的进步。本文介绍了基于计算机技术的专家系统和数据库技术的基本原理,基于专家系统和SQL数据库开发了船舶性能优化设计平台,并介绍了该船舶性能优化设计平台的工作原理和关键构成。     

船舶操纵回转特性的多目标优化设计应用

定常回转直径作为衡量船舶操纵性的一个指标受到人们的普遍重视。为提高船舶的回转性能,基于船舶四自由度的操纵性方程,分析船舶回转直径和回转横倾,讨论影响回转性能的舵型因素,并将其作为优化设计变量,利用Isight优化设计平台,采用遗传算法进行舵型参数的优化设计。通过选取某高速船作为优化对象,利用该方法进行舵型优化后,回转直径及回转横倾都减小。表明借助Isight的优化功能可以实现船舶操纵性能的优化。     

基于图谱设计法的11300 DWT油船螺旋桨优化设计

针对目前航运市场萧条、船舶运价急剧下降、能源消耗大、运营成本居高不下的问题,以11 300 DWT油船为研究对象,运用图谱设计法对螺旋桨进行优化设计,并利用CFD方法对螺旋桨优化后的淌水性能与节能效果进行了数值模拟及实船试验,进而达到船舶节能降耗的目的。实船试验结果表明,优化后的螺旋桨在保证效率的同时,船舶油耗下降约19%,在很大程度上降低了船舶的运营成本。     

船舶总体性能优化设计研究综述

文章对船舶总体性能优化设计的国内外研究进展进行了介绍,分析了船舶总体性能优化设计的主要特点,总结了船舶总体性能优化设计用到的主要方法,最后提出了船舶总体性能优化设计时所要研究的关键问题,对进行船舶总体性能优化设计有一定的指导意义。     

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。     

基于云计算的离岸船舶信息管理系统优化设计

针对当前离岸船舶信息管理系统设计方法,系统模块比较少,导致系统覆盖率低的问题,文章提出基于云计算的离岸船舶信息管理系统优化设计方法。针对船舶运行区域的大小,分别构建了离岸船舶信息管理系统总结构;对于内部模块,主要在岸基信息模块、离岸船舶动态信息各单元间联系模块、船载信息模块、突发事件的应急管理模块、离岸船舶信息管理优化系统高层数据流关系分析模块、船务公司对于离岸船舶信息处理等模块,分别进行了较为详细的设计;其中,在船载信息模块内,分别对离岸船舶的设备管理,船舶备件的管理,船上人员的基本信息管理,以及离岸船舶工作的历史信息管理分别进行研究;在离岸船舶动态信息各单元间联系模块中,详细说明了离岸船舶信息的相互关联,为系统优化提供了辅助性作用。实验证明,所提方法可提高系统覆盖率,并为该领域的研究发展供给借鉴意义。     

船舶优化设计中的一种交互式多目标规划方法

本文针对船舶优化设计及运输系统分析中,决策者与分析人员(或计算机)应不断交流决策要求及偏好信息以进行决策的需要,提出了一种新的交互式多目标规划方法,并开发出通用计算机程序。通过65000吨原油运输船的优化设计,表明这种方法具有简单适用、计算速度快等优点。     

基于云计算的离岸船舶信息管理系统优化设计

传统离岸船舶信息管理系统能够有效管理船舶信息,由于船舶航行轨道具有复杂性、多样性、多到达地,常会出现信息管理不全面,信息管理不准确的问题。提出离岸船舶信息管理优化系统,通过云计算分别设计了系统硬件部分和软件部分,对硬件中的数据库和主要功能模块进行优化设计,借助云计算中模块化程序设计思想完成软件设计,利用仿真实验分析了设计系统的管理准确性和管理耗费时间,实验表明,优化后的系统所需管理时间远远低于传统系统,准确性更高,能够有效提高船舶管理效率,确保航行过程的安全性。     

小型船舶的内装优化设计

讨论内装优化设计的基本原则,通过小型船舶的内装工程实例说明内装设计结合船舶结构、舱室布置、防火绝缘、减振降噪、地板敷料和家具布置等进行综合优化设计的方法。     

船舶整体装潢设计研究

论述了船舶整体装潢设计目前的发展现状、设计内容与特点,以及未来发展提高的方向,指出了船舶整体装潢设计是个大系统工程,牵涉到船舶工程设计与施工的方方面面,只有在保证全船总体性能的前提下,将船舶装潢与结构、暖通、照明、防火、隔音、减振等技术结合起来进行综合优化设计,才能获得较好的设计结果,使得船舶的整体装潢设计美观、居住舒适而建造维护成本低廉。做好全船整体装潢设计的关键是首先必须建立合理的总体规划,再结合船舶内装潢设计和外装潢设计的不同特点进行具体有效的设计。     

基于多维多项式混沌展开法的船舶不确定性优化设计

以船舶不确定性优化设计为对象,分析考虑多个随机变量对优化目标和约束的影响,提出一种基于多维多项式混沌展开法(PCE)的船舶不确定性优化设计,并将其应用于散货船工程优化实例中,保证船舶的稳健性和可靠性。     

基于正交设计与 BP -GA 算法的船体结构耐撞性能优化设计

船体结构耐撞性优化设计的主要目的是在船舶碰撞研究的基础上对结构进行优化设计,提高船体结构的耐撞性能。基于正交试验设计、BP神经网络和遗传算法,形成了船体结构耐撞性能优化设计方法。提出了一种耐撞性综合指标,并以此指标作为优化的目标函数,以结构质量为约束条件,利用MSC/Dytran有限元软件对船舶碰撞进行数值仿真,完成对某船舷侧结构进行耐撞性优化设计,结果表明优化过后结构耐撞性能有较大提高,这为结构耐撞性能优化设计提供了一种新的思路和方法。     

Study of the ship design process model for collaborative design

The ship design process model is the basis for developing the ship collaborative design system under network environment. According to the characteristics of the ship design, a method for dividing the ship design process into three layers is pat forward, that is project layer, design task layer and design activity layer, then the formalized definitions of the ship design process model, the decomposing principles of the ship design process and the architecture of the ship collaborative design （SDPM） system are presented. This method simplifies the activity network, makes the optimization and adjustment of the design plan convenient and also makes the design process easier to control and change, at last the architecture of the ship collaborative design system is discussed.     

大型舰艇多学科设计优化船体结构子系统设计方法

多学科设计优化(MDO)是解决复杂系统工程问题的有效手段。通过对大型舰艇多学科设计优化船体结构子系统设计方法进行研究,将船体结构设计分为船体横剖面结构布置方案自动生成、船体横剖面结构方案优选、船体结构重量估算3个步骤;根据总体方案提供的主尺度、横剖面外形轮廓和分层分舱等信息,依据骨材(桁材)均匀布置和余量控制的原则,生成船体横剖面结构布置方案,并提出一套参考母型船设计,确定设计船构件尺寸初值的方法;在船体横剖面结构方案优选过程中,采用调用代理模型代替板架有限元仿真模型的方法来减少结构分析的计算时间,并采用组合法获得重量最轻的设计方案。     

舰船顶层设计指标最优分配问题计算方法

基于大型复杂工程系统设计的多学科设计优化算法,开展了舰船顶层设计指标最优分配的计算方法研究,基于协同优化算法提出了舰船顶层设计指标最优分配的一种通用算法框架。     

支持协同设计的船舶设计过程模型研究

船舶设计过程模型是在网络环境下开展船舶并行和协同设计系统的基础.本文根据船舶设计的特点,提出了将船舶设计过程按照项目、设计任务和设计活动三个层次进行分解的方法,并给出了船舶设计过程模型形式化定义.该模型明确了设计任务间的并行、顺序和协同关系,可以直接按设计任务构成活动网络图进行规划、分析、管理等工作,使设计过程具有良好的可变更性和可控性.     

船舶主尺度方案的博弈优选

优化选择的船舶主尺度方案需要具有较好的经济性、技术性能,而博弈论是研究解决、优化决策选择的科学,根据船舶主尺度方案优选问题与经济学中博弈问题之间的相似性,从博弈的观点确定了船舶设计中的博弈方及其对应的策略空间,即各设计目标视为博弈问题博弈方;设计变量集合视为所有博弈方的战略集组合,从而提出了船舶主尺度方案优选设计问题的博弈方法。通过实例应用表明,合作博弈论方法能更好地综合反映设计目标的要求,优选结果更加合理。     

基于参数化CAD模型的船型阻力/耐波性一体化设计

在舰船概念设计阶段,往往需要快速生成阻力和耐波性能兼优的船型。采用基于母型船的船型融合生成方法,实现了参数化船型自动生成。在此基础上,采用iSight优化平台,将参数化船型生成技术与阻力、耐波性计算模型集成,运用多学科设计优化技术实现了船型阻力/耐波性性能一体化设计。优化方法采用多目标遗传算法以获取Pareto前沿。以一艘46 000 DWT油船的型线优化为算例对这个过程进行了具体说明,试验结果表明总阻力降低了3%,验证了这种方法的可行性。     

基于多学科的大型船舶概念设计平台技术

文章首先分析了基于多学科的大型船舶概念设计平台的四层体系构架,然后对平台的关键技术进行了详细的分析和研究。平台的构建,实现设计流程化和自动化,对于分析船舶概念设计中复杂的耦合关系、优化制约总体方案的强影响参数、对比概念设计多方案、最终确定整体较优的方案、减少返工,以及提高设计效率和质量均具有重要意义。