车客渡船跳板结构优化设计

在分析长江沿线车客渡船跳板特点和问题的基础上,对跳板结构进行优化设计,并利用有限元软件进行核算。结果表明:通过使用新材料,不断优化跳板结构,E550跳板强度满足规范要求,使用一年多来,未出现损坏情况。     

车/客渡船跳板的设计安装

本文介绍了车／客渡船跳板的设计思路、结构形式、水密性要求及安装方法,同时介绍了这方便车辆上、下码头的跳板前端舌端板型式及车辆甲板上板弧形连接板。     

基于Isight球形深潜器耐压观察窗座结构优化设计

观察窗座设计是深海载人潜器耐压结构设计中的重要部分。论文针对潜深1500m的球形耐压结构观察窗座设计进行了研究。选择了了适宜的观察窗形式,采用接触有限元方法进行数值模拟计算。以位移和最大应力值为优化目标,采用非支配排序遗传算法,对观察窗座内侧结构进行了多目标优化设计并给出了优化结果。     

基于实验应力分析的汽车渡船跳板强度校核

针对现有规范并未给出测试汽车渡船跳板实际强度的方法的问题,提出了利用实验应力分析的手段对跳板的关键测点进行应变实测并换算出跳板结构最大应力的方法,对某服役中的汽车渡船跳板在不同工况下强度的实测与校核的结果表明：各工况下结构的最大应力均小于材料的许用应力,跳板强度满足规范要求,实现了对跳板结构真实强度的校核。     

一种基于MATLAB和Nastran的船体结构优化程序研究

在分析船体结构优化问题的特殊性和由此造成的困难的基础上,论证了自行开发船体结构优化程序的必要性;利用MATLAB可以调用外部程序的特点和其强大的数据处理能力,研究了如何用MATLAB集成Nastran开发船体结构优化程序;最后以甲板板架的优化为例验证了此类程序的开发可行性.     

基于Pro/Mechanica的机械结构优化设计

介绍了Pro/Mechanica,并针对结构优化设计给出了一般的设计步骤,并以一角架为例,完成了角架的优化设计。研究表明利用Pro/Mechanica可以无缝集成PRO/E建模与有限元分析,提高机械产品的设计效率。     

基于ANSYS的结构优化设计

为验证ANSYS对结构优化设计的有效性,从理论上说明了结构优化设计的数学过程,介绍了ANSYS优化的相关概念、过程,结合某设计优化实例,为使用者提供了一套系统的思维模式,创造了良好的条件和方法。     

基于ANSYS的ST/STS Offshore锚结构优化设计

ST/STS Offshore锚是一种新型大抓力钢板焊接锚.文章以5000kgST Offshore锚为例,应用三维软件Pro/E对STOffshore锚进行参数化建模,并用ANSYS进行有限元结构优化设计.经过优化,在重量没有明显变化的前提下,该锚具有更高的强度和安全性.     

基于Isight的3 100 TEU集装箱船中剖面优化设计

介绍Isight优化设计软件的基本功能及其在解决复杂工程结构优化设计方面的优越性,依据CCS规范,建立3100箱集装箱船中剖面优化设计的数学模型,在Isight环境下,成功地对其进行了优化设计。     

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。     

巴哈马车客渡船设计简介

本船作为车客渡船具有多用途、多任务的特点,适应性强.该文从型线设计、总体布置、稳性计算等方面,概要介绍了本船的一些设计特点.     

20000DWT近海散货船概念设计多学科优化

以20 000 DWT近海散货船为研究对象,分别建立以船舶造价、航速、回转性指数、应舵指数为目标的多个船舶概念设计优化数学模型。应用iSIGHT软件对这些数学模型进行集成,采用非支配解排序的多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解船舶概念设计多目标问题以获得Pareto解集。优化结果证明了NSGA-Ⅱ算法解决近海散货船优化设计问题的有效性,为解决更复杂工程系统的设计优化问题奠定了基础。     

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。     

基于序贯Kriging模型的潜器型线优化设计

潜器型线优化设计是一个多目标优化问题,在型线设计过程中,阻力性能与包络体积的要求是相互冲突的。为了解决计算流体力学软件如Fluent在进行潜器的外形优化设计时效率低下问题,采用Kriging模型代替仿真模型进行潜器外形设计的策略,其基本思想是：选取设计变量和样本点,利用ICEM软件建立参数化的水动力分析模型,用Fluent软件计算得到样本点的阻力响应值,建立反映设计变量与响应之间关系的Kriging模型,将阻力和体积作为潜器外形优化的两个目标,利用多目标遗传算法求出Pareto最优解。由于采样策略对Kriging模型精度影响很大,本文提出了一种新的序贯采样方法命名为加权累积误差方法,来选取样本点以提高Kriging模型精度。结果表明提出的序贯Kriging建模技术能极大提高潜器型线优化设计效率,同时保证设计精度。     

基于伴随方法的舰船推进器优化设计

[目的]为探索高效的螺旋桨优化设计方法,基于面元法开展伴随优化方法的研究。[方法]通过桨叶表面法向速度为零条件和等压库塔条件建立伴随方程,得到敏感导数求解式。以DTMB 4381螺旋桨为对象,分别运用伴随方法和传统的求解控制方程方法计算螺旋桨性能与参数之间的敏感导数;基于伴随方法对某螺旋桨进行敏感导数分析,再根据敏感导数分析结果进行几何参数优化,并将结果与ISIGHT优化平台中的粒子群算法（PSO）得到的结果进行对比。[结果]结果表明,采用伴随方法与传统的求解控制方程方法计算得到的结果具有较好的一致性,但伴随方法的计算效率更高,优化结果也优于PSO算法,且优化所用时间也少。[结论]研究表明,伴随方法在多参数螺旋桨优化设计中的计算效率优于智能算法。     

基于快速性和耐波性的倒V型船首改型设计

利用CFD数值模拟仿真计算,以减摇减阻为目的,在倒V形船艏的基础上进行船艏改型设计。利用商业软件FineMarine对原型和改型的静水阻力、波浪增阻、纵摇幅值、升沉幅值、波浪中的运动响应等进行数值计算,并对比计算结果,评价改型效果。计算结果表明,改型后静水阻力、规则波中的升沉和纵摇均有不同幅度的减小。     

基于ANSYS Workbench拓扑优化对止动架轻量化的研究

针对止动架重量过大及焊接、维修工艺性差等问题,本文提出将拓扑优化方法应用到止动架轻量化设计中。首先,进行三角板模型的静应力有限元计算,并对三角板模型进行拓扑优化,通过对比三角板模型优化前后的计算结果,验证了拓扑优化方法的可行性。然后将拓扑优化方法应用到止动架结构优化设计中,达到了轻量化设计的目的。该方法可应用于同类大型焊接结构件的轻量化设计,具有一定的工程应用价值。     

基于动态罚因子的多学科协同优化算法及其在船舶设计中的应用

针对标准协同优化算法求解复杂系统工程问题的缺陷,提出了一种改进的协同优化算法,并将其应用于油船总体概念设计阶段。改进协同优化算法将系统级一致性约束最优化问题通过罚函数方法转化为一个无约束优化问题。同时,给出了两种不同的基于差异信息的动态可调罚系数,以保证在优化初期,系统级设计变量与学科级共享变量相差较大时,惩罚力度也大,促使一致性差异在总目标函数中占主导地位,则一致性差异将迅速下降。随着优化的进行,罚系数变小,惩罚力度减轻,目标函数的收敛加快。通过对MDO测试函数算例与标准协同优化和其他典型的改进协同算法的比较,验证了该方法在优化结果的可靠性和稳定性等方面有优势。最后,应用改进的协同优化算法求解以油船造价为系统级目标协同浮性与稳性、快速性等4个子学科的多学科优化问题以体现其工程实用性。     

基于多维PC扩展的多学科稳健优化算法研究

针对多维不确定性下的多学科稳健设计优化问题,以随机不确定性因素的均匀分布和正态分布并存状况为例,提出一种新的以Legendre polynomials和Hermite polynomials为基础与多维多项式混沌方法,构建多维不确定性量化模型,完成多学科稳健设计优化框架的研究。同时将多维稳健优化方法应用于多学科设计优化的实际工程算例散货船优化论证中,并与文献的单维稳健优化方法进行比较。结果表明,在多维不确定性因素影响下,采用多维多项式混沌方法解决多学科稳健设计优化问题,其优化结果与确定性多学科设计优化结果相差不大,能够得到较为稳健的计算优化结果,有效减少和避免设计优化方案失效的可能性。