基于梁板结构的船舶系统可靠性分析及其优化

采用梁元和加筋板格元来模拟船舶空间结构,并建立相应的系统可靠性分析与优化模型。针对加筋板格可靠性分析中计算反向结点力向量时忽略加强筋影响而导致计算结果偏于保守的缺点,采用了完整加筋板格元的反向结点力向量和修正刚度矩阵,在此基础上采用分支限界法搜索系统主要失效模式并对其提出改进措施,保证了计算精度并提高了计算效率;运用界限搜索法求解模糊约束集的最优水平截集,进而求得系统可靠性约束下结构质量的模糊最优解,并与确定性优化设计结果对比,结果显示模糊优化模型具有更好的经济效益,可供工程借鉴使用。     

导管架海洋平台结构的抗震模糊优化设计

建立了导管架海洋平台结构的抗震模糊优化设计模型，对模型中的设计变量、目标函数和约束条件进行了模糊处理。用模糊优选法确定了约束边界的容差系数，并由改进的界限搜索方法求得了抗震模糊优化问题的最优解。以渤海油田BZ28—1储油平台为例进行了抗震模糊优化设计，计算结果显示，考虑模糊因素进行结构优化设计更具科学性和合理性。     

结构模糊可靠性分析

结构破坏准则实际上是带有模糊性的，要合理判断结构强度必须依靠模糊概率方法。本文采用基于模糊判决的限界搜索法，给出了计算结构模糊可靠性清晰解的方法。以受集中力的两端刚固梁和船首底板砰击强度为例进行了数值计算，并讨论了容差变化对模糊可靠度指标的影响。     

船舶航行性能优化的模糊遗传算法

模糊遗传算法是一种模糊优化与遗传算法紧密结合的优化方法。它兼有模糊优化的考虑到模糊因素从而更能贴近工程的实际情况和遗传算法的全局寻优能力强的特点。本文中模糊优化采用限界搜索法，它可针对模糊非线性一规划给出一个特定的清晰解。对应特定水平则委托遗传算法进行寻优。为处理等式和不等式混合约束，通过惩罚策略将其吸入遗传算法中染色体的适值。本文采用该方法对船舶航行性能进行优化，以船舶的快速性、操纵性和耐波性三个航行性能综合最优为目标函数，具体做法是取三个性能指标的线性加权和，最后建立的数学模型包括三个等式约束和五个不等式约束。根据以上思想本文用VC＋＋6．0开发了ShipPO优化平台，并在其上进行船舶航行性能优化计算，结果表明，该京城地少，全局寻优能力强，非常符合工程需要。     

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.     

用混合整数规划方法解结构模糊优化问题

在结构优化设计中遇到的设计变量不仅有连续的、也有离散的。本文提出求解这类问题的一种有效方法。将本方法与模糊判决的限界搜索法相结合,可简单而有效地求解结构模糊设计的混合规划问题。     

潜艇环肋圆柱壳结构的模糊优化

本文针对潜艇普通环肋圆柱壳结构设计的特点，建立了潜艇普通环肋圆柱壳结构尺寸优化的数学模型，并考虑到在该结构设计中存在的不确定因素，进行结构的模糊优化设计。采用约束非线性混合离散变量优化方法，直接获得离散变量的最优解，无需作规格化处理。算例表明本文方法简便实用，结果合理。     

集装箱船舶中剖面结构形式的最优选择

本文讨论集装箱船舶中剖面结构形式的最优选择。首先建立了３种结构形式－－双底双壳结构，底边舱顶边舱结构和抗扭箱结构的优化设计数学模型，在复合形法获得连续变量最优解的基础上，再用ＭＤＯＤ法进行第二步优化，分别获得了规格化的离散变量最优解；接着，又用多种影响结构形式优劣的因素进行了结构模糊综合评判，指出对集装箱船舶而言，抗扭箱结构形式最优，双底双壳结构形式次之，底边舱顶边舱结构形式最差。     

“SFFJ”方法及其在复杂结构优化设计中的应用

在解决复杂结构的优化设计时,对于带有非线性等式或不等式约束的优化问题,还存在一些困难因素,如:由于搜索过程中每一步都要找出目标函数最小方向,同时又要检查约束的可行域,两者往往互相制约,使得收敛很     

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。     

基于遗传算法的建筑结构优化设计方法研究

针对传统遗传算法存在容易过早收敛、寻优效率较低、精度不高等缺点,从适应度值函数标定和群体多样化两方面对传统遗传算法进行了改进,避免了传统遗传算法过早陷入局部最优解,拓宽了寻优空间;将改进的遗传算法应用于建筑结构优化设计中,通过建立以质量最小为目标的优化数学模型,解决具有应力约束和截面尺寸约束的离散变量结构优化问题,并对改进型遗传算法进行优化设计结果比较;结果表明,改进型遗传算法演化代数低于标准遗传算法,收敛性能明显更佳,提高了遗传算法在结构优化应用方面的计算速度和优化效果.     

基于遗传算法的船舶螺旋桨优化设计

船舶螺旋桨的设计主要分为理论法与图谱法,目前,图谱法设计已有成熟的计算程序与之匹配,采用遗传算法搜索进行船舶螺旋桨优化设计是一条新的思路。采用Wageningen B图谱的回归多项式,利用遗传算法的高效、并行、基于适应度函数的搜索法,进行螺旋桨优化设计,将螺旋桨直径、螺距比和盘面比作为设计变量,空泡性能作为约束条件,在保证目标转速的前提下优化船舶航速。经优化设计实例计算表明,遗传算法适用于船舶螺旋桨的优化设计。     

大跨距柴油机组对中工装优化设计

基于结构参数修正模型提出一种机组对中工装优化设计方法,分析大跨距柴油机对中工装测量误差来源,分析工装挠度、测量读数、轴线差之间的修正关系;考虑工装挠度优化可行性,根据悬臂梁简化假设提出优化设计方法,通过算例进行验证,以机组开档尺寸、材料强度为约束条件、以主体杆尺寸为优化设计参数,求解对中工装结构最优解,结果表明,结构参数修正模型有较好的拟合效果,优化后对中工装主体杆重量较优化前基本持平,工装挠度降低超过50%,该优化设计方法可在满足对中要求的前提下简化优化设计过程。     

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。     

基于广义模糊判决的船舶结构多目标模糊优化设计

本文构造满足模糊约束的各模糊目标子集的隶属函数，根据广义模糊判决的不同形式提出了结构多目标模糊优化设计问题的三种解法，转化为单目标普通规划求解。附有船舶结构的应用示例。     

基于多学科设计优化的UUV总体组合优化方法

无人水下航行器(UUV)是多学科交叉的复杂耦合系统,采用多学科设计优化(MDO)可以大大缩短UUV研发周期,提升UUV总体性能。针对UUV的总体设计,开展模块化学科划分,建立各学科分析模型。由于UUV总体系统属于多变量高维空间,单一的优化方法并不能得到全局范围的最优解,采用序列二次规划法结合自适应模拟退火法以及序列二次规划法结合多岛遗传算法的组合优化设计方法,基于协同优化策略,开展以UUV总重量为主优化目标的多学科设计优化,并利用仿真分析对优化后的UUV结构强度与稳定性进行校验。由优化设计的结果可以看出,UUV满足各个子系统约束的前提下,有效地减小了UUV总重量。     

弹性圆柱壳的刚度优化设计

研究在任意轴对称边界条件下和任意轴对称分布载荷作用下体积保持常数的圆柱壳的两类优化设计问题:极小化圆柱壳的最大挠度和极小化圆柱壳的柔度.采用阶梯折算法,用传递矩阵导出变厚度圆柱壳平衡问题的初参数解的显式表达式,将优化设计转化为极小化目标函数的非线性规划问题,并采用广义简约梯度法进行优化计算.对典型问题的计算表明,该方法能解决受应力、几何等约束的离散变量结构优化设计问题,计算过程具有编制程序方便、收敛快和精度高的优越性,是一种理想的优化设计方法.     

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。     

基于北斗双星系统的模糊度求解算法

快速而准确地确定整周模糊度是实现双星定向的关键所在.北斗双星系统由于其自身的一些特性,其模糊度求解无法直接应用模糊度映射函数技术、最小二乘搜索技术和快速模糊度解算等针对多星系统的模糊度解算方法.基于双星定向数学模型和等效旋转基线法的思想,针对普通旋转基线法存在的缺陷,提出了等效两次旋转基线法求解模糊度的算法.该算法只需要使基线随载体转动两个较小的角度,经过一系列运算.就可求得模糊度.算法结构简单,操作方便.     

船体舱段优化设计

将基于二次规划的准解析法优化理论应用于船体舱段的优化设计中,在整船三维有限元分析模型的基础上建立了船体舱段的优化模型.以船体舱段重量为目标函数,以钢板厚度和型钢横截面积为设计变量,考虑了尺寸约束、强度约束和稳定性约束,使优化后的舱段满足设计要求.根据优化理论编制了SAAOP程序,探讨了一种基于整体结构的局部优化设计的简便方法.