多学科设计优化算法研究综述

随着多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)技术的发展,它将成为优化设计的大趋势.为了能够更好地运用MDO来解决船舶设计优化问题,本文对近年来发展的MDO算法进行系统梳理和分类,对发展已较成熟的几种算法进行简要介绍,对新发展的几种特殊算法应用环境、性能特点进行重点介绍;最后,对MDO算法研究存在的不足和今后发展趋势提出了若干建议.     

多学科设计优化算法研究综述

随着多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)技术的发展,它将成为优化设计的大趋势。为了能够更好地运用MDO来解决船舶设计优化问题,本文对近年来发展的MDO算法进行系统梳理和分类,对发展已较成熟的几种算法进行简要介绍,对新发展的几种特殊算法应用环境、性能特点进行重点介绍;最后,对MDO算法研究存在的不足和今后发展趋势提出了若干建议。     

一种新的多学科协同优化方法及其工程应用

本文提出了一种新的多学科设计协同优化方法,并将其应用于潜艇分舱设计中.该方法在系统级通过学科级耦合变量的折中来得到系统级耦合变量,采用各学科级目标函数加权和来综合评价设计的优劣,避免了系统级优化过程,解决了标准协同优化算法系统级优化前期不收敛的不足,从而改善了数值稳定性,同时减少了总的计算迭代次数;在学科级目标函数中构建一致性惩罚函数,最终实现耦合变量之间的协调;在约束条件中实施变精度控制,逐步达到预期的精度要求,从而提高收敛性,并减少计算量.本文给出了新算法所得全局最优点即为所求原问题全局最优点的理论证明,并针对典型减速齿轮箱多学科设计优化问题,通过与标准协同优化算法在数值实验中的对比分析,验证了本方法在计算结果的收敛性、数值稳定性及可靠性等方面有优越性,最后通过在潜艇分舱设计中的应用体现了其工程实用价值.     

圆柱形水下航行器多学科优化设计方法研究

基于Isight软件,对圆柱形水下航行器开展了多学科设计优化技术的研究。首先将圆柱形水下航行器划分为阻力、结构、能源和推进四个学科,对每一个学科进行了详细的建模与分析,然后基于序列二次规划法,霍克-吉维斯直接搜索法以及多岛遗传算法三种优化算法对每个学科进行了单学科优化,在得到优化结果的同时,确定了最适合每个子系统的优化算法。接着确定了四个学科的耦合关系,完成了协同优化框架和同时分析与设计框架下多学科优化模型的构建。基于这两个多学科优化框架,分别在系统级优化器中采用上述三种优化算法,对圆柱形水下航行器进行了多学科设计优化,得到了满意的优化结果。最后总结出了一套适用于微小型水下航行器的多学科设计优化方案。     

橡胶坝工程的优化设计

橡胶坝是一种新型水工建筑物,广泛应用于防洪、灌溉、发电、供水、地下水回灌以及城市园林美化等工程中,目前,我国建设的橡胶坝多达3,000多座。做好橡胶坝工程的优化设计,对于降低工程造价,推广橡胶坝新技术,确保工程美观、安全运行,非常必要。本文作者通过多年的橡胶坝规划设计、运行管理,从一些方面对橡胶坝优化设计进行了探讨,供设计等单位借鉴、参考。     

瓜达尔港一期工程优化设计要点

为适应集装箱运输发展之需要,对我国援外项目———巴基斯坦瓜达尔港口一期工程进行设计优化,并对优化设计的原因、内容和重点作了详细的介绍。     

瓜达尔港一期工程优化设计要点

为适应集装箱运输发展之需要,对我国援外项目巴基斯坦瓜达尔港口项目一期工程进行设计优化,并对优化设计的原因、内容和重点作了详细的介绍.     

鱼雷总体设计中的MDO方法应用研究

鱼雷总体设计是一项复杂的技术,其中涉及到了多个学科领域的知识,本文根据目前最新发展的多学科设计优化(MDO)技术,给出了鱼雷总体设计的一种MDO模型,可以有效地处理其中的耦合因素,提高总体设计的效率。     

6000立方米油罐优化设计

简述了中燃连云港公司6,000m3燃料油储罐的工程设计特点与内容。该储罐在罐容量选择、工艺、结构等方面均进行了优化设计,在工程地质设计中,采用防水结构深基础、持力层加固及充水预压方法进行处理,该处理方法造价低,处理后的油罐基础各项指标均满足工程要求。该工程一次投产成功证明其工艺设计质量较好,节省了工程投资及运行费用。     

三维船体设计系统的优化

本文介绍了沪东中华造船（集团）有限公司信息技术研究所CAD／CAM室QC小组实施质量控制活动．对三维船体设计系统进行优化的金过程。     

大麦屿港2万吨级多用途码头设计

本文简要介绍了大麦屿港第1座2万吨级多用途码头的选址、总平面布置及结构设计。总平面布置重视工程与自然协调的理念，结构注重桩基，国内首次大面积采用58m单节桩，优化了栈桥设计。     

多学科设计优化算法比较及其在船舶和海洋平台设计上的应用

多学科设计优化(Multidiseiplinary Design Optimization,简称MDO)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.多学科设计优化算法是其核心部分,也是研究最活跃的领域.文中首先介绍了MDO算法的定义、分类和发展,然后从算法的来源和目的、优化过程、优缺点、改进方法和应用情况等五个方面对四种基于分解技术的MDO算法进行了综述,进而对比了这四种算法的异同点.最后,针对船舶和海洋平台设计的具体特点,归纳了适合于船舶或海洋平台多学科设计优化的MDO算法所需要具备的特征,并建议使用基于近似模型的协同优化算法或BUSS 2000算法进行船舶和海洋平台的多学科设计优化.     

沿船体纵向布置齿轮副齿间侧隙的深化研究

论文从大型船舶在大海中航行时由于受到多种因素影响而发生中垂及中拱弯曲变形的角度对在这种状况下的船体以及沿船体纵向布置机构的变形进行分析计算并进一步进行机构设计的优化.通过对沿船体纵向布置齿轮机构的分析和研究,提出齿侧间隙的设计公式和轮齿磨损量计算式.     

紧急通用报警系统的优化设计

分析了系统在船舶上的运用 ,合理地将紧急通用报警系统、火灾探测报警系统和广播系统进行有机结合 ,借助船上已有的报警设备发出紧急通用报警 ,达到既满足有关规则的要求 ,又节约制造成本的目的。     

中国海洋救助船主力船型——8000kW海洋救助船

介绍了中国海洋救助船及主力船型在设计中的优化组合,扼要简述海洋救助船船型,主尺度及设备选择,深入分析该类船型的快速性,可以作为今后同类船型的良好借鉴.     

中国海洋救助船主力船型——8000kW海洋救助船

文章介绍了中国海洋救助船及主力船型在设计中的优化组合,对海洋救助船船型,主尺度及设备选择有扼要描述,对该类船型的快速性有深入分析,可以作为今后同类船型的良好借鉴。     

中国海洋救助船主力船型——8000kW海洋救助船

介绍了中国海洋救助船及主力船型在设计中的优化组合,扼要简述海洋救助船船型,主尺度及设备选择,深入分析该类船型的快速性,可以作为今后同类船型的良好借鉴。     

变电所总平面布置中的优化原则

通过作者主持的巴东西壤坡110kV变电所工程初步设计工作，论述了设计工作中涉及了总平面布置的诸多问题，提出了在变电所总平面布置中应注意的几个基本优化原则。     

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。