舰船多用结构优化设计系统OOS初探

充分利用舰船结构的某些共性和优化方法的独立性，提出了舰船多用结构优化设计系统OOS（Open Optimization System）的思想，并给出该系统的大体框架，大大提高了软件开发效率和软件质量。     

水面舰船多学科设计优化(英文)

多学科设计优化(MDO)被认为是目前处理海洋结构物设计的有效方法.中国船舶科学研究中心也开展了将多学科设计优化应用于船舶设计的研究.上一篇文章从船舶设计研究人员的角度出发对多学科设计优化的理论进行了介绍并且对一条发表了的国外舰船的模型进行了优化.在本文中,作者对国内的一艘实船的概念设计建立了多学科设计优化模型,该模型包括快速性、操纵性和船中剖面的总纵强度分析,它有37个设计变量,9个约束和两个目标.iSIGHT9.O被用来集成这些模块并执行优化,最终找到的优化设计不仅提高了该船的快速性,同时减小了船中剖面的截面积.     

船舶概念设计中的优化方法（一）

本文全面地叙述了船舶概念设计中使用优化技术的综合计算方法。尽管通常繁重的互作都已自动化处理，但是本文的方法还是允许设计人员运用其船舶建造知识及创造性指导设计互作。本文所叙述的方法需要有一些可接受的海船设计手段配合：一台高级完善的数据库装置以及一些优化处理程序。该方法采用模块化结构，它便于设计人员修改和容纳各种 各样的分析方法和数据资料，使之适合于手中要解决的问题。同时也允许设计人员恰当地选择优化目标和规定约束条件。利用这种系统的时候，要求设计过程必须按照正常程序，即从一组关键参数开始一直进行到一个完整的船形的确定（指用重量、空间尺寸型数值数据等表示船形）。对设计过程中所利用的各种优化设计的好处了作了讨论，并与传统的计算机辅助设计方法作了比较（旧方法中所有的设计决定由用户来掌握）。利用专家系统的可能性也简要地作了介绍。本文以一艘护卫舰的船形初步设计的应用为例对推荐方法的原理和结构作了说明，在这个实例中研究了两种优化方法，第一种是由两个参数的优化，即依赖于长度和排水量之比m的宽度和吃水深度之比，第二种是多参数的优化，即宽度与吃水之比、长度和排水量之比m、外飘菱形系数等。此外，还对若干个不同的优化过程作了简要介绍，并对它们的优缺点和适用性等问题在船舶概念设计范围内作了介绍。     

舰船交直流混合电力系统能量优化调度方法

海洋开发和船舶电网电力系统的不断发展,使电力系统调度系统所需要处理的工作数据越来越复杂,整体调度速率已经难以满足船舶电网系统需求。对此设计舰船交直流混合电力系统能量优化调度方法,首先基于MAPReduce计算模型,搭建云平台计算结构,对舰船交直流电力系统数据进行分布式计算和节点通信;基于搭建的云平带计算结构,设计舰船混合电力系统能量优化调度算法,采用十进制资源对应编码,实现电力系统能量优化调度。仿真实验证明,相比较传统电力调度方法,优化后的调度算法交流电调度速率提高27.5%,直流电调度速率提高17.5%,可以明显提高电力系统能量调度速率。     

舰船多用结构优化设计系统OOS初探

充分利用舰船结构的某些共性和优化方法的独立性,提出了舰船多用结构优化设计系统OOS(Open Optimization System)的思想,并给出该系统的大体框架,大大提高了软件开发效率和软件质量.     

基于LabVIEW的船舶电站实时监控系统

基于LabVIEW虚拟仪器开发平台，设计了一种船舶电站实时监控系统。系统采用工控机和单片机两级控制模式，通过Modbus通信协议实现两级之间的实时通信，完成对船舶电站柴油发电机组的监控。给出了监控系统的具体实施方案，详细讨论了船舶电站实时监控程序的编制要点。该监控系统界面友好，功能完善，可视性强。这种基于LabVIEW将工控机与单片机有机结合的方法，是一种开发智能化图形监控设备的有效途径，在现代舰船电站智能控制设计中具有实用价值。     

舰船数字平台技术的发展和应用

AutoNet是基于中国发明专利的新型数字信息平台。由于高性能、免编程，并能简化应用软件编制的特点，将取代RS232、RS485、CAN等计算机通信标准．成为舰船信息监控领域里的新标准。本文介绍了AutoNet的分布数据库高速刷新、平台管理技术、工业以太网等技术原理和技术指标，介绍了AutoNet标准接口的使用方法和设计方法。AutoNet已成功地应用到舰船、工业等领域里几十个工程项目．促进了舰船数字集成平台技术的发展。     

大数据平台舰船行驶信息优化提取系统

为实现舰船行驶行为的定向化控制,设计一种基于大数据平台的舰船行驶信息优化提取系统。按照Hadoop大数据框架的部署条件,连接必要的数据量化模块,实现舰船行驶信息优化提取系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,分别计算大数据存储总量、平台化结构向量及必要提取系数,实现系统的软件运行环境搭建,结合相关结构硬件设备,完成大数据平台的舰船行驶信息优化提取系统设计。对比实验结果表明,与传统提取系统相比,应用优化提取系统后,QIR指标出现明显的提升趋势,舰船行驶信息也得到了有效的定向化控制管理。     

基于有限元的整船结构多学科设计优化

目前在同时考虑舰船水动力性能和结构性能的多学科设计优化模型中,水动力性能和结构性能的预报通常只能采用精度较低的经验公式。为了提高多学科设计优化模型的计算精度,必须要实现的技术就是将舰船水动力性能预报依赖于CFD的分析和将结构性能预报依赖于有限元的分析。重点研究了在多学科设计优化框架中集成有限元软件进行结构优化的技术。首先以一个简单的耐压圆柱壳为例子,介绍了iSIGHT调用Ansys进行包括参数化建模在内的结构优化的流程。然后对某船的整船有限元分析模型进行了整船结构优化研究。由于该船的整船结构有限元模型包含202个板和梁的属性,优化模型的设计变量很多,超出了目前很多优化算法的使用范围。在经过了多种优化算法的比较后,最终得到了优化解,实现了基于有限元的整船结构多学科设计优化。     

基于有限元分析的自升式平台桁架腿选型优化设计

桁架腿作为自升式平台最为常见的桩腿结构型式,其拓扑型式、结构形状和构件尺寸设计对平台结构响应有重要影响。针对这一问题．笔者将有限元分析和数值优化方法有机结合,建立了复杂环境下桁架腿结构的多约束条件的优化模型,应用ANSYS优化模块进行求解。优化过程中,针对两层设计变量耦合困难的问题,分层优化方法。为验证优化模型和方法的可靠性,对某自升式平台桁架腿进行了选型优化设计。优化结果表明,本文采用的优化模型和方法简单实用,优化效果显著,为自升式平台桁架腿的概念设计提供了一种有效工具。     

基于有限元分析的自升式平台桁架腿选型优化设计

桁架腿作为自升式平台最为常见的桩腿结构型式,其拓扑型式、结构形状和构件尺寸设计对平台结构响应有重要影响.针对这一问题,笔者将有限元分析和数值优化方法有机结合,建立了复杂环境下桁架腿结构的多约束条件的优化模型,应用ANSYS优化模块进行求解.优化过程中,针对两层设计变量耦合困难的问题,分层优化方法.为验证优化模型和方法的可靠性,对某自升式平台桁架腿进行了选型优化设计.优化结果表明,本文采用的优化模型和方法简单实用,优化效果显著,为自升式平台桁架腿的概念设计提供了一种有效工具.     

CGX巡洋舰多学科设计优化模型的再分析

传统的设计螺旋方法由于割裂了学科间耦合,得到的设计往往是满足设计要求的设计而不是最优的设计.多学科设计优化(MDO)方法正是一种能得到最优设计的新设计方法,MDO目前被广泛应用于复杂工程系统的设计中.文中对多学科设计优化的理论进行了简要综述,在此基础上为了演示MDO方法应用于舰船设计,采用iSIGHT对国外的CGX巡洋舰概念设计的13个模块进行了集成,建立了MDO模型并优化,得到了较好的优化解.在此基础上采用神经网络重新建立了该MDO模型,将优化结果和原MDO模型优化结果进行了比较.     

船舶结构有限元模型及分析结果可视化系统的研究与开发

基于图形平台ＯｐｅｎＧＬ开发了船舶结构有限元模型及分析结果可视化系统（ＣＣＳ－ＦＥＶＳ），本系统根据船舶结构的特点，对船舶结构进行有限元分析后所产生的非结构化数据场进行可视化处理。本文详细阐述了船舶结构分析结果可视化系统的设计思想、系统结构、数据管理及其多种处理和显示数据场的方法，给出了实例；同时讨论了ＯｐｅｎＧＬ在可视化显示中的应用。     

核动力平台模块划分技术研究

借鉴核动力舰船和核电模块化设计思想,针对海洋核动力平台区域/总段模块、功能模块、结构模块分别提出了划分原则;在平台层次划分的基础上,阐述了以功能为核心的模块划分方法及技术要点,研究总结了指导模块划分的设计流程;最后以海洋核动力平台为例进行模块划分,为平台模块划分的具体实施提供依据。     

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。     

舰船网络加密信息资源传输优化研究

为了解决传统传输优化方法处理传输任务时的网络连接数量较多,导致CPU占用率过高的问题,研究一种舰船网络加密信息资源传输优化方法。设定加密信息密码内部轮的数量,使用特殊数学属性的查找表进行非线性变换,完成传输加密结构的设定。分析舰船任务请求中间数据的方式,内置一个PAS模块,构成一种中间数据传输优化卡,调用双口RAM IP Core并建立动态查找表,标记舰船加密信息资源,联合非净荷传输数据整合为FC协议帧格式,完成对舰船网络加密信息资源传输优化的研究。实验结果表明,与传统加密资源传输优化方法相比,舰船网络加密信息资源传输优化方法处理任务时的网络连接数量少,CPU占用率低。     

舰船结构交互分析系统的研究

本文简要分析了以有限元法和边界元法为基础的舰船结构分析系统－ＣＰＦＢＭＳ，建立了基于知识和经验的交互前后处理系统。该系统可对多种经验的交互前后处理系统。该系统可对多种结构形式的舰船进行结构分析和校验，已应用于船舶结构直接设计和分析系统中。该系统在Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ下运行，便于二次开发。     

云平台和神经网络的舰船目标检测

为了解决当前舰船目标检测过程中存在的检测误差、检测实时性差的缺点,设计了一种云平台和神经网络的舰船目标检测方法。首先采用混合高斯模型对舰船目标所在区域进行获取,然后采用粒子滤波算法对舰船目标进行跟踪和检测,并采用神经网络对舰船目标粒子滤波算法的权值进行优化和更新操作,解决粒子滤波算法的缺陷,最后基于云平台对舰船目标检测方法进行了设计,并进行了舰船目标检测仿真模拟实验。结果表明,本文方法可以对各种环境中的舰船目标进行准确的检测,提高了舰船目标检测的鲁棒性,而且舰船目标检测实时性也得到了明显的改善,克服了当前舰船目标检测方法存在的缺陷,是一种有效的舰船目标检测方法。     

基于云计算的舰船大规模任务调度优化

当前舰船任务调度优化方法针对小规模任务,对于大规模舰船任务,它们存在搜索最优舰船任务调度方案时间长,舰船任务无法在有效时间内完成,为了加快舰船任务完成速度,结合舰船任务的大规模特点,设计了基于云计算的舰船大规模任务调度优化方法。首先对舰船大规模任务调度优化问题进行分析,将它们划分成为多个小规模舰船任务调度优化问题,然后基于云计算平台的map/reuduce模式对多个小规模舰船任务调度优化问题进行并行处理,并对多个小规模舰船任务采用混合智能优化算法进行求解,最后得到舰船大规模任务调度优化结果,并进行了舰船大规模任务调度优化问题的仿真测试。本文方法大幅度减少了舰船大规模任务调度优化时间,提高了舰船大规模任务完成效率,是一种有效、速度快的舰船大规模任务调度优化方法。     

激光传感器的舰船通信系统

为了提高舰船通信传输的稳定性,降低通信误码和失真,进行通信系统优化设计,提出基于激光传感器量化融合跟踪和信道均衡控制的舰船通信系统。构建舰船通信系统的信道模型,采用激光传感器量化融合跟踪方法进行通信信道均衡设计,结合波特间隔均衡和最小均方误差准则进行舰船通信系统均衡器设计,在通信系统的接收端设计调制解调模块进行通信信号调制和滤波处理,完成通信系统的优化设计。系统测试结果表明,设计的舰船通信系统能提高舰船通信信道的均衡性,输出误码率较低。