摆线针轮行星减速器的稳健优化设计

将目标函数及约束条件的灵敏度最小作为附加目标函数引入摆线针轮行星减速器的优化设计模型中,通过实例计算表明该方法能够保证最优点的可行稳健性,达到稳健优化设计的要求.     

水利泵站进出水流道优化设计探讨

笔者在总结国内外理论成果的基础上,提出了水利泵站进出水流道优化的基本做法及优化设计目标函数,并给出了进出水流道回收系数、进出水流道效率等优化设计目标函数的公式表达,结合东鱼河截污导流工程泵站数据资料进行计算分析,以期对类似工程优化设计提供指导借鉴。     

非线性规划在船型方案设计中的应用

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，构造出描述船舶优化设计的数学模型。运用有约束条件的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。计算结果表明，优化船型与非优化船型相比，营运性能将有所提高。     

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。     

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。     

舰船刚性阻振质量基座振动特性优化设计

基于结构动力学优化设计理论,研究了舰船刚性阻振质量基座结构形式的设计方法。在满足基座舱段总重量限制的约束条件下,分别建立了刚性阻振质量布置及截面尺寸优化设计模型,并进行了以基座舱段耐压壳体振动加速度为目标函数的动力学优化设计。通过优化分析,得到了在给定约束条件下减振效果最佳的刚性阻振质量截面尺寸和布置。研究结果表明,刚性阻振质量基座中阻振质量高度越大,基座舱段耐压壳体平均振动加速度级就越小。通过优化设计可以找到满足要求的结构,分析得到目标函数随设计变量的变化趋势,并对此优化方法的有效性进行验证。     

船舶中央冷却系统的优化设计

本文对船舶中央冷却系统进行优化设计,建立了以年总费用为目标函数的计算模型,并对不同设计方案进行了经济性比较。     

基于优化的砌体结构条件基础宽度设计

提出了砌体结构条形基础宽度的优化设计方法；该法考虑了纵横墙的相互作用、基底的重叠、地基不均匀情况和构造要求，以条形基础底面积为目标函数，给出优化结果；通过例题对多种方法进行了分析比较。     

具有动、静力约束的货船中剖面优化设计

本文依据中国钢质海船建造规范的要求,同时考虑船舶振动对结构的影响,使总振动低谐调固有频率与干扰频率保持一定差距,建立动力和静力的约束条件,以船体重量最小为目标函数,编制了货船中剖面优化设计程序。本文采用了解约束非线性规划问题的改进的《SCDD》数学优化方法[2][7],它是沿目标函数梯度和沿综合约束函数梯度方向下降迭代的“双下降”法,分别对“庆阳”和“东风”两艘货船进行结构优化设计,结果表明,船体纵向构件总重量可望降低5～7％左右。     

基于粒子群算法的水翼剖面优化设计

水翼是船舶设计和各种水中运动装置设计的重要组成部分,在船舶海洋工程领域的应用十分广泛.采用粒子群优化算法(PSO)对三维水翼翼型进行了以提高升阻比为目标的优化设计.翼型由解析函数线性叠加法表示,目标函数和粒子的适应度由基于面元法的流场数值解来提供.整个优化计算过程较传统的优化方法原理简单,计算量小,优化后的水翼型能较原翼型的水动力性能有明显改善.优化结果验证了粒子群优化算法结合面元法在水翼剖面优化设计中的可行性,对今后水翼剖面优化设计有一定借鉴意义。     

基于CFD的翼型水动力性能多目标优化设计

随着计算机技术的飞速发展,如何进一步发挥CFD在船舶工程优化设计中的作用,成为当前CFD应用研究的一个重点.文章通过集成CFD工具、优化算法和几何重构技术构建了基于CFD的构型水动力性能优化设计平台.以翼型作为优化对象,阻升比和尾流均匀度作为目标函数,采用Bezier曲线方法实现翼型几何表达与重构,利用DOE和NSGAⅡ算法对NACA0024翼型进行了多目标全局优化设计,获得了均匀分布的Pareto最优解集.结果表明该平台可以用于翼型水动力性能多目标优化设计.此外,文中的工作为进一步开展基于CFD的船型水动力优化设计打下了坚实的基础.     

潜艇耐压液舱设计

以Sysware为设计平台,以满足现行规范要求为设计条件,对实肋板带液舱壳板纵骨的耐压液舱进行了优化设计。通过对设计变量、约束条件及目标函数的分析,提出了耐压液舱优化设计的主要设计变量、约束条件及目标函数。通过对算例的优化,对耐压液舱的设计提出了优化设计方向,对实肋板减轻孔的设计提出了改进意见。本文对耐压液舱的规范设计具有一定的指导作用。     

基于鲁棒性的船体中横剖面多目标优化

工程应用中在进行鲁棒性优化设计时,要求所求出的解既要具有较高的质量,又要满足一定的鲁棒性要求。将鲁棒性优化问题转化为一个双目标的优化问题,即一个目标为解的最优性,另一个目标为解的鲁棒性,并针对一艘最大应力接近许用应力的多用途船进行基于鲁棒性的中横剖面优化设计。首先,用支持向量机的方法建立船体舱段的近似模型,用于求取舱段的最大应力,并结合蒙特卡罗积分的思想构造出表示最大应力鲁棒性的函数;随后,以最大应力最小和最大应力的鲁棒性函数值最小为目标函数,设计出一种求解鲁棒性最优解的粒子群多目标优化算法。优化结果不仅能降低船体结构的最大应力,同时还可较大程度地提高最大应力的鲁棒性,证明了该方法的可行性。     

基于遗传算法的武器系统安全可靠性的优化分析

分析武器系统的安全可靠性与费用的关系，提出了一个两目标优化问题的数学模型。并用遗传算法对其求解，为进行武器系统的安全优化设计得出了基于费用的多个备选方案。遗传算法设计中采用了性别编码、保留Pareto最优解、共享函数的处理，很好地解决了此两目标优化问题。最后给出的应用实例，也充分说明了此方法的可行性。     

V型无压载水油船货舱中横剖面拓扑优化

为了优化V型无压载水油船的中横剖面结构，得到更加合理的结构型式，利用变密度法对其进行拓扑优化。选择合适的优化设计区域，以分段重量为约束条件，同时考虑实际生产建造工艺特点，以柔度值最小（即刚度最大化）作为目标函数建立拓扑优化数学模型。同时分析确定优化设计区域初始厚度不同对优化设计的影响，得到载荷的最佳传递路径。最后参考拓扑优化的结果得出新的强框架型式。结果表明，优化后的刚度较之前提高了6.8%，是更加合理的结构型式。对V型船中横剖面进行拓扑优化可在质量不增加的前提下提高其结构性能。     

普通双体无人艇艇型综合优化设计分析

本文基于一艘典型的单体试验艇(长宽比约为11∶1),在单体试验艇艇型参数基础上考虑其综合性能(快速性、操纵性)进行双体无人艇的艇型综合优化设计分析。讨论不同子目标函数的分配权重时,优化结果随着不同遗传代数的变化,根据优化计算得到了设计排水量100 t的包括低、中和高速双体无人艇的9组最优化结果。根据优化结果得到遗传算法的收敛代数,分析子目标函数关于吃水敏感度,并探讨影响操纵性性能的艇型瘦长度和艇型中纵剖面投影的关系。运用单体艇进行双体无人艇的优化设计办法可为相似的无人艇性能优化设计提供参考,得到的9组优化结果可用于今后加入更多性能指标进行优化提供对比分析。     

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。     

基于遗传算法的抗滑桩工程整体优化设计研究

针对滑坡防治的抗滑桩问题，采用不平衡推力法进行抗滑桩的推力计算，对滑动面以下按弹性抗力法进行计算，以抗滑桩造价为目标函数，建立了一套满足工程使用要求的抗滑桩整体优化设计方法；并首次应用遗传算法求解，编制了相应的程序，结果显示与工程实践相吻合，得出了一些有益的结论，所编程序能有效地进行工程设计和解决实际问题。     

地效翼船主翼结构优化设计

本文利用ANSYS软件,建立了地效翼船主翼结构工程实用的优化模型,根据主翼结构的制造工艺和设计载荷工况确定了关键构件截面的优化设计变量和应力约束条件,以主翼结构最小重量为目标函数进行优化设计,取得了明显的减重效果.在对优化结果可靠性评估的基础上,提出了应力折减系数以修改关键构件的应力约束条件,进行主翼结构的二次优化,提高了优化设计的可靠度.     

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。为了保证船型方案的可行性,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。