两层分级多学科设计优化在AUV概念设计中的应用

建立了自治水下潜水器总体概念设计的两层分级多学科设计优化框架的数学模型,借助试验设计方法进行设计变量与目标函数的相关性分析,选取对AUV总体概念设计结果最有影响的设计变量,进行多种优化搜索策略和多组不同初始设计值的多学科设计优化,最后得到自治水下潜水器概念设计的优化结果。     

舰船总体设计中的多学科优化技术

MDO（多学科优化设计）技术适用于解决复杂工程系统和子系统的设计优化。为推广多学科优化设计技术在舰船总体设计中的应用,阐述了多学科优化技术的基本理论、研究和发展应用情况,系统介绍了协同优化算法的应用环境、特征和基本原理,将舰船总体设计根据MDO的要求分解为浮态与稳性、水动力性能、造价等5个子学科并进行了学科分析,基于多目标协同优化算法建立了舰船总体优化的数学模型及优化框架。     

多学科设计优化在舰船设计中的应用

多学科设计优化是一种通过充分探索和利用系统中的相互作用的协同机制来设计复杂系统工程和子系统的方法论,该法已广泛应用于现代工程设计。舰船设计是一个涉及到多个学科的工程问题,传统设计采用螺旋设计法,割裂了学科之间的相互影响,其设计结果的好坏往往决定于总设计师的经验。本文通过采用多学科设计优化方法,对美国弗吉尼亚理工大学公布的导弹驱逐舰DDG设计模块进行优化设计,对多级多学科设计优化方法在舰船设计方面的应用展开探索。     

多学科设计优化在船舶水动力性能优化中的应用

阐述了多学科优化设计方法(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)的发展应用情况。详细论述了基于协同优化方法的数学模型、优化原理和优化流程。针对水动力性能优化,分析了系统层和各学科的优化要素,初步建立了数学模型和优化框架。     

基于并行子空间设计的AUV多学科可靠性优化

确定性多学科优化设计所得的最优解时常会落在约束边界上,该最优解可能在不确定性因素的影响下滑落出可行域,无法满足工程实践的需求。本文在AUV的设计过程中,考虑随机不确定性因素对AUV性能的影响,结合并行子空间设计方法（CSD）,嵌入不确定性分析策略,展开AUV设计领域中的多学科可靠性优化分析研究。研究结果表明：在并行子空间设计方法的系统级中,可以很方便地嵌入蒙特卡洛（MCS）可靠性分析方法,组成基于CSD-MCS串行不确定性多学科优化方法;在AUV的总体设计过程中进行多学科可靠性优化法分析,可提升概率约束条件可靠性,使优化结果更为可靠。     

集成优化思想在舰船总体设计应用中的思考

舰船总体堆砌式设计及各设备独立性太强,导致总体设计冗余度大幅增加,舰船上的空间越来越小,维修保养也变得更加困难。随着电子技术的发展,集成电路被广泛应用,舰船设备逐渐实现了自动化和小型化。通过进一步引入总体集成优化思想,对资源进行整合优化,可以降低设备冗余和系统复杂度,节省舰船可利用空间、降低维修保养难度,并提高舰船总体性能。     

多学科设计优化技术在舰船设计中的应用

介绍多学科优化设计的主要基本理论、研究和应用状况及发展前景,根据舰船设计特点进行舰船多学科设计优化分析,重点分析舰船结构设计中的多学科设计优化问题,建立优化数学模型是多学科优化设计的重要内容,并对数学模型进行了分析。     

多学科优化设计在缓冲球鼻首设计中的应用

船东选用尖锐刚硬球鼻首的倾向与环境保护提倡钝且柔和球鼻首的建议,是相互矛盾的.多学科优化设计(MDO)是一种新兴的设计理念和方法,能够有效地协调这一矛盾.采用协同优化算法和iSIGHT软件,同时兼顾减小碰撞力密度、降低航行阻力和保证结构强度这三者的性能要求,优化了一艘大型集装箱船的球鼻首设计.在满足船东利益和船级社规范要求的基础上,合理地降低碰撞力密度,获得了综合各方效益的和谐解.     

舰船船型航行性能的多学科设计优化应用研究

舰船船型航行性能设计及优化是舰船总体设计的重要部分.针对以往迭代式的多方案船型设计及优选效率较低、难以获得全局最优解等不足,引入多学科设计优化方法,开展船型航行性能优化.以DTMB 5415标模船型阻力、耐波性和操纵性等综合优化为例,介绍船型多学科协同设计优化的一般过程,建立以典型性能指标为优化目标的数学模型,获得了综合航行性能明显改善的船型方案,验证了多学科设计优化在船型设计中的应用潜力.研究成果可为工程船型设计提供有益参考.

     

多学科设计优化:载人潜水器设计的一种新工具

多学科优化作为一种新的设计方法,已经成功地应用在很多领域,如飞机制造,太空船,汽车制造等.传统的载人潜水器设计并不是一种最优的设计方法,并且在载人潜水器的设计过程中所要涉及多种技术学科.将多学科优化方法引进载人潜水器的设计,从而可以实现真正的设计优化.本文介绍了多学科优化的基本理论和方法,整体构架,并介绍了探索设计空间的算法.在对多学科优化设计方法理解的基础上,提出了在载人潜水器设计中如何应用的初步考虑.     

多学科设计优化方法在潜艇概念设计中的应用研究

多学科设计优化方法(MDO)是从航空领域兴起的一种针对复杂工程优化设计的有效求解方法.该文针对潜艇设计的复杂性特点,探索MDO在潜艇概念设计中的应用.首先,文中建立了包括水动力、推进、重量、性能和成本共5个学科分析在内的数学模型,然后采用MDO方法--协同优化方法(CO),对同时包含连续设计变量和离散设计变量的潜艇系统,进行了以最小化建造成本为目标的多学科设计优化,获得了优化结果.结果表明:相对于传统设计方法,分布式、并行的协同优化方法CO更适合潜艇系统的设计.     

多学科设计优化技术在船舶初步设计中的应用

首先阐述了船舶的设计过程,指出传统的船舶初步设计是一种串行的设计模式,即是先确定主尺度,然后根据主尺度确定船型.这种设计模式通常只能得到一个满足各指标要求的可行解,而得不到全局最优解.将多学科设计优化技术(MDO)应用到初步设计阶段,将主尺度的确定与船型变换并行考虑,使主尺度的确定充分利用后期船型变换的信息,可实现全局最优的设计.最后,本文以油船的优化为例进行了验证.     

四元数法在AUV六自由度仿真中的应用

AUV六自由度仿真几乎无一例外都是基于欧拉角方法来求解运动微分方程,这种方法可以很直观地得到AUV的位置和姿态角,不过在纵倾角±90°的情况下会产生奇异点,使仿真无法进行下去.为克服上述不足,采用了四元数法取代欧拉法.仿真结果表明,四元数法可以进行任意角度的仿真.     

加权和法在船型优化论证中的应用研究

本文参照思维逻辑的基本原理,分析了专家们加权的过程,找出了专家们加权的机理,用模糊数学方法,建立了模拟专家们加权过程的数学模型,并用C语言使之在微机上得以实现。此外,本文还根据专家系统的基本思想,对指标的选择问题进行了初步探讨,用PROLOG语言将专家们的知识表达出来,再用接口技术将两门语言连接起来,构成了完整的程序——INDEX。本文最后以南京—香港航线上的散装水泥船为例,用INDEX程序进行运算,选出了指标和它们的加权数,基本上解决了指标的选择和加权问题。     

重要测度法在管路系统抗冲击中的应用研究

在系统分析重要测度法基本理论的基础上,应用ANSYS-APDL语言建立了某型艇动力装置主回路管路系统的参数化模型,利用MATLAB软件编制了应用重要测度法计算该模型的灵敏度程序,灵敏度分析计算结果表明,对本管路系统而言,弹性吊架的刚度、弹性支撑位置、管路壁厚三个因素对管路系统的冲击响应影响较大,利用重要测度法研究的结论...