生活区舱室布局设计模糊层次分析综合评价

针对舰船舱室布局设计评估决策问题,提出基于层次分析法（AHP）和模糊综合评价法（FCA）的模糊层次分析综合评价法。以生活区舱室布局设计评估为切入点,阐述评估指标体系构建、AHP法赋权分析和FCA法评估决策的过程,并进行实例分析。通过理论论述和评估分析,证明综合评价法具有一定的可行性和有效性,能够全面、直观地反映布局方案在总目标以及分指标上的满意程度。同时,在评估结果的基础上,针对方案改进和优化进行了论述。     

基于改进型遗传算法的舰船舱室布局优化

从布局优化角度分析求解舰船舱室的布局问题,以生活区舱室为切入点,借鉴二维FLP问题的理论和方法,对舱室布局进行分析和模型简化,并进一步分析和构建优化的数学模型。在数学模型构建过程中,定义舱室序列变量、目标评价函数和布局约束。对基本遗传算法在编码方式、遗传算子和流程框架上均做出适应性改进,并用于优化和求解该数学模型,最终输出Pareto舱室序列解集。理论和实例分析表明,所提出的改进型遗传算法能有效解决生活区舱室的布局优化问题。     

一种船舶舱室火灾报警优先级评估模型

舱室是船舶的重要组成部分。当某舱室发生火灾时,其相邻舱室极易引发连锁性起火,此时如果报警系统不能及时、准确、可靠地给出各舱室的关联报警信息,就会对整个船舶造成严重危害。为了增加船舶火灾报警系统的早期预警与关联报警功能,分析了通常情况下典型船舶舱室的火灾报警判别要素并对其进行量化,建立舱室火灾报警优先级BP神经网络评估模型,运用LM算法对该评估模型进行学习训练,并通过测试样本验证该船舶舱室火灾报警优先级评估模型的可行性与准确性。该方法有助于提高报警系统对各舱室火灾探测报警的准确性,从而可降低由于舱室关联起火而导致发生船舶重大损失的概率。     

基于遗传算法的船体分段装配优化

优化装配序列对提高造船生产效率具有非常重要的意义。选择典型的船体分段为研究对象,首先结合生产实际将装配结构层次化,生成子装配体以缩短遗传算法中染色体的长度,加快算法向最优解的收敛速度,提高装配规划效率;然后应用遗传算法得到船体分段最优装配序列;最后利用CATIA软件对分段进行建模,并完成分段虚拟装配过程的仿真演示。实例分析结果验证了应用遗传算法的可行性与有效性,显示其有助于优化船体分段装配顺序。     

基于SLP的船舶切割加工中心布局设计优化

依据生产车间内产品、产量、工艺过程、辅助部门和时间等5个基本要素,采用SLP法对船舶切割加工中心进行布局设计优化。综合考虑物流与非物流因素、综合关系、位置和面积等相关影响,应用虚拟仿真技术对布局设计方案进行对比分析,并验证SLP法布局设计优化方案有利于提升工位生产效率、降低无效时间占比,进而实现精益化生产。     

CADDS5平台上基于遗传算法的船舶舱室优化布置

本文介绍了某型船舱室优化布置设计中遗传算法的算法结构及其评价函数、选择策略、交叉算子、变异算子,计算结果表明该算法具有良好的计算特性。该算法与CADDS5软件平台相结合,完成了该类型舱型室的三维优化布置设计。     

导弹舱室固体火箭发动机意外点火的喷雾降温数值模拟

为防止舰船导弹舱室内固体火箭发动机发生意外点火,避免出现火灾事故,对导弹舱室内固体火箭发动机意外点火的燃气流场进行数值模拟,并基于组分输运和DPM离散相喷雾模型对导弹舱室内的喷雾降温效率进行耦合计算。然后,通过改变喷嘴组合位置、喷嘴数量、喷雾强度、雾锥角和水温研究相关因素对导弹舱室喷雾降温效率的影响。结果显示：在喷雾降温作用下,导弹舱室内的温度快速下降,温度在3 s内可下降至400 K以下。但是,射流冲击区的降温却不理想,且导弹舱室的底板还需要特殊的热防护措施。同时,考虑到火源的随机性,喷嘴应尽可能均匀布置,数量不宜过少且雾锥角应较大,以提高降温效率。然而,当喷雾强度增大至一定程度后,若再继续增大,降温效率的提高却不明显。研究表明,采用所提喷雾降温数值模拟方法对导弹舱室内固体火箭发动机的意外点火情况进行降温和防控均有效可行。     

基于模板技术构建船舶螺旋桨设计平台

模板是提取设计过程中可重复的设计、建模、分析操作过程并进行封装,从而形成的模块化组件。运用模板技术构建统一关联模型,集螺旋桨理论设计、螺旋桨快速建模、螺旋桨水动力性能分析及螺旋桨结构强度分析于一体,形成基于流程和知识驱动的螺旋桨集成设计与分析一体化应用平台。平台以知识封装(单元模板)、流程自动化(组合模板)和数据管理(模板库和PDM)为内容对螺旋桨的设计进行集成化,集成化后的分析结果与手动处理结果一致。经初步应用,系统有效验证了螺旋桨集成设计与分析的可行性和高效性,可简化工作,缩短设计周期并提高工作效率,从而引导与促进船舶综合集成设计平台的创建。     

船舶智能布局中的遗传算法设计

船舶设计是造船过程中技术含量最高的工作,是其他工作的前提和基础。提高船舶布局设计的效率对减少造船周期有重要意义。针对这一问题,本文将遗传算法引入船舶布局设计中,在研究遗传算法的基本原理和工作流程的基础上,以船员卧室布局设计为例,用栅格法建立了卧室数学模型,利用遗传算法进行优化计算,并进行仿真实验。实验结果表明遗传算法在船舶智能布局设计中具有良好的适用性。     

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。     

某型船舶进气道阻力特性预测与结构优化

进气道阻力的大小直接影响舰船动力装置的工作性能。对某型船舶的进气道进行流场数值计算;建立进气道流场离散模型,利用计算流体动力学(CFD)软件FLUENT求解描述进气道流场的Navier-Stokes方程组,并对其进行变工况及结构优化分析。结果表明:随着竖直隔板开口距离的增大,阻力系数逐渐减少;通过加装水平整流板可以减少局部阻力系数并最终降低整个进气道阻力损失;与原设计结构相比,优化后阻力系数下降达8%以上;进气道阻力特性受进气温度影响也不可忽略,当进口温度由15℃升高至40℃时,原模型进气道阻力系数增加8.5%。     

面向维修性增长的船舶典型舱室布局优化方法

在进行船舶舱室布局的过程中,针对船舶舱室布置过程中主要考虑设备功能性需求而维修性考虑不充分的情况,通过分析维修性设计要求,结合船舶舱设备布置特点,建立面向维修性增长的船舶典型舱室布局问题的数学模型,根据相关规范要求设置约束条件及目标函数,选取某型船的主机舱,利用剩余空间分割法对该机舱设备的随机布置方式进行规划,运用粒子群算法进行优化求解,可有效提高船舶舱室的维修性设计水平,研究成果可为船舶舱室的布置提供参考.     

水面舰船集成优化设计探讨

舰船综合作战能力的最大化与舰船资源的稀缺性是舰船设计阶段永恒的矛盾,集成优化设计正是在此背景下提出的解决舰船需求与现实之间矛盾的方案。通过提炼国外水面舰船集成优化设计思想,总结舰船集成优化设计的概念与原则;描述国内水面舰船集成优化设计存在的问题,并在此基础上提出舰船总体应通过做好型号总体顶层设计、落实总体设计优化工作及加强对总体和系统的监督管理,舰船系统应通过优化系统结构、提高"四化"(自动化、智能化、信息化及标准化)程度及提高系统效率等方面加强集成优化设计工作;展望了集成优化设计在改变设计理念、提升舰船能力及经济性等方面的收益。     

基于智能优化算法的船舶管路布局设计

管路布局设计是船舶设计开发过程的重要环节,布局设计过程需要重点考虑船舶空间的利用率、设备管路的安全性、船舶建造和布管过程的经济性等多种因素。随着船舶工业的发展,管路布局设计与智能优化算法逐渐融合,在高性能计算机的支撑下,布局效率更高,空间利用也更加合理。本文提出一种基于遗传算法的智能布局技术,针对船舶的管路布局进行设计和仿真。     

基于矩不确定分布鲁棒优化的船舶舱室布局设计

船舶舱室布局所涉的评价指标通常具有不确定性,诸如环境载荷等参数通常以不确定性的随机变量形式参与计算,且其概率分布的期望及方差等指标往往也是不确定的。本文采用矩不确定分布鲁棒优化方法,解决含矩不确定参数的船舶舱室布局min-max优化问题。将各舱室的全局位置参数、相对位置参数和质量分布参数加权整合为目标函数,建立全船范围内的舱室布局DRO-MU优化模型,采用拉格朗日对偶原理将其转为确定的半定规划问题以便求解。算例验证了本文方法的合理性与优越性,该方法针对性地用于解决含矩不确定参数的船舶舱室布局问题具有鲜明特点。     

基于云计算的作战系统集成结构

在传统模式下,作战系统各设备分别独立完成各自作战计算。受舰艇布置空间和经费等的限制,存在着局部计算资源分散、资源利用率不高等问题,较大程度上制约了作战系统信息化水平和能力的快速提升。为满足现代化战争对作战系统计算能力的要求,将具有开放式和分布式特点的云计算技术应用于作战系统。针对云计算的运行特点,提出面向服务的作战系统整体集成框架;开展基于云计算的作战系统功能及配置划分,阐述高性能计算存储设施的主要作用;提出基于分布式存储和计算的结构,实现了作战系统高性能、可靠存储和计算。     

基于数值模拟的复杂船舶围壁传热计算

采用数值模拟软件ANSYS和FLUENT对船舶复杂围壁分别进行稳态和动态的模拟计算,并将计算结果与相关手册提供的简化算法的计算结果进行对比。结果表明,采用简化计算方法得到的船舶典型围壁传热系数与采用数值方法计算得到的传热系数差异较大,计算误差约达10%。同时,采用稳态传热（即采用传热系数）计算的围壁传热量与采用动态方法计算的围壁传热量的差异也较大。因此,在计算围壁传热量时,应采用动态计算方法。     

内河船舶极限强度计算的逐步破坏法程序设计

在船舶设计与强度评估中,为更加真实地了解船体结构的安全极限,要求计算船体梁的极限强度。逐步破坏法由于其计算效率高,结果比较可靠,被广泛运用于大型海船设计,但在内河船舶设计规范中,至今尚无有关极限强度的条款。通过非线性有限元程序计算得到加筋板单元平均应力应变关系,并与Rahman法、CSR法以及ISUM方法计算得到的应力应变关系曲线进行对比,以验证其可靠性。然后,按照一定的规律建立符合内河船舶构造的加筋板单元应力应变关系数据库,并编写逐步破坏法计算程序,在计算过程中,其能根据加筋板单元尺寸自动选取对应的关系曲线;对参数超出数据库的情况,则通过插值实现。     

海事40m级巡逻船理论螺旋桨设计应用分析

运用升力线、升力面以及面元法理论为海事40 m级巡逻船设计新型螺旋桨。采用给定环量分布进行螺旋桨理论设计,并通过桨模敞水试验和实桨装船后的实船测试验证该桨的理论设计方法。实船测试主要通过2条相同船型的实船,分别加装图谱桨和理论桨进行航速、轴功率、艉部振动对比测试,用实船试航的试验数据对比分析理论桨相对图谱桨的性能指标。结果表明：采用理论方法设计的螺旋桨相对原来的图谱方法,与船型匹配得更加精确,实船的螺旋桨效率约提高2%;船体艉部振动约减小5 dB。     

螺旋桨空泡噪声测量与分析

通过对空泡水筒中螺旋桨进行空泡噪声测量试验,采集了螺旋桨在空化条件和非空化条件下的噪声信号。借助数字信号处理技术对声信号进行频谱分析,研究空泡噪声特征信号在频域的特征和规律,以便判别或预报这类空泡及其噪声特性。此次试验特别引入加速度计,测量了螺旋桨动力仪引起的机械振动信号,并得出其信号对水听器采集的水声信号影响较大,可采用噪声消除方法降低干扰。试验表明,噪声频率在高频时空化噪声比非空化噪声声功率级增加约20 dB。另外,详细介绍了噪声测量系统和测试方法,同时也采用高速摄像机对螺旋桨空泡进行了观测。