基于CFD的翼型水动力性能多目标优化设计

随着计算机技术的飞速发展,如何进一步发挥CFD在船舶工程优化设计中的作用,成为当前CFD应用研究的一个重点.文章通过集成CFD工具、优化算法和几何重构技术构建了基于CFD的构型水动力性能优化设计平台.以翼型作为优化对象,阻升比和尾流均匀度作为目标函数,采用Bezier曲线方法实现翼型几何表达与重构,利用DOE和NSGAⅡ算法对NACA0024翼型进行了多目标全局优化设计,获得了均匀分布的Pareto最优解集.结果表明该平台可以用于翼型水动力性能多目标优化设计.此外,文中的工作为进一步开展基于CFD的船型水动力优化设计打下了坚实的基础.     

弹性圆柱壳的刚度优化设计

研究在任意轴对称边界条件下和任意轴对称分布载荷作用下体积保持常数的圆柱壳的两类优化设计问题:极小化圆柱壳的最大挠度和极小化圆柱壳的柔度.采用阶梯折算法,用传递矩阵导出变厚度圆柱壳平衡问题的初参数解的显式表达式,将优化设计转化为极小化目标函数的非线性规划问题,并采用广义简约梯度法进行优化计算.对典型问题的计算表明,该方法能解决受应力、几何等约束的离散变量结构优化设计问题,计算过程具有编制程序方便、收敛快和精度高的优越性,是一种理想的优化设计方法.     

基于数值分析法的压载舱的优化设计

针对大型起重船压载舱的特点,提出了数值分析法的数学模型和优化原则.以7500t全回转起重船为研究对象,运用数值分析法对其压载舱进行具体的优化设计.选取四种典型的工况,评价压载舱工作时的各个参数指标,比较原压载舱和优化后的效果,从而得出数值分析法可以作为压载舱优化设计的参考方法.     

基于模糊综合评判的汽车传动轴模糊优化设计

综合运用模糊数学理论和优化设计方法,建立起了基于模糊综合评判的汽车传动轴模糊优化设计的数学模型,对汽车传动轴模糊优化设计方法进行了探讨,并给出了设计实例.结果表明,基于模糊综合评判的汽车传动轴模糊优化设计,是一种更具有工程实用价值的综合设计方法.     

基于APDL语言的加筋圆柱壳的静动态性能优化设计

利用ANSYS软件进行了加筋圆柱壳基于离散变量的静动态性能优化设计.研究了在满足静强度和稳定性要求的约束条件下,以质量最轻、径向均方速度最小为目标,得到圆柱壳总长和半径一定时,肋距、肋骨型号及壳体厚度的最佳组合.优化结果表明,用ANSYS实现结构优化分析的可行性,而且此法简单直观,适用于大型复杂结构的优化设计.     

船用直角通道阀门的降噪优化设计研究

直角通道阀门作为船舶系统的重要组成部件,会产生大量的噪声.对两型直角通道阀门进行噪声仿真分析和阀门结构的优化设计,来实现降低阀门噪声的目标.经过对比研究,提出应用于系统低噪声环境中直角通道阀门结构设计的新思路,并结合具体加工工艺进行设计和可行性研究,证明该优化设计方案科学可靠,在降低阀门噪声方面具有显著的成效.     

基于粒子群算法的高斯过程建模对双脊喇叭天线优化设计

目前喇叭天线的优化设计主要采用优化算法与电磁仿真软件HFSS相结合的方案,但使用HFSS进行大量的精确电磁仿真花费时间较长且对硬件要求较高.为了解决这个问题,提出一种在优化过程中利用高斯过程模型替代全波电磁仿真软件的方法,并应用粒子群算法进行了优化设计,这种方案可以有效减少优化设计所需的时间.利用该方法对双脊喇叭天线进行了优化设计,在大幅减少优化时间同时能够满足设计指标,证明该方法的有效性.目前国内尚没有使用高斯过程模型代替HFSS仿真作为粒子群算法适应度函数进行天线优化设计的研究,这表明了该方法的创新性.     

大跨度船闸三角闸门的静动力优化设计

结合拟改扩建的裕溪一线船闸下闸首三角闸门的方案设计,对国内船闸最大口门34 m的三角闸门进行静、动力优化设计研究.在对三角闸门初步设计方案进行有限元分析和验算的基础上,利用ANSYS软件的APDL语言对三角闸门结构三维有限元模型进行二次优化,以闸门质量最轻为目标进行静力优化设计和动态特性优化.结果表明,通过静力优化,三...     

拖网渔船液压系统的优化设计

液压系统的优化设计有利于提高其传递效率.文章以优化设计方法为基础对液压系统管路进行了优化设计,优化对象为液压管路的重量.以管径、壁厚、管长为变量,考虑了布局空间、管道流量和管道压力等约束条件,对液压系统管路重量进行了优化.优化结果可用于指导液压系统的管路安装.     

5600m^3超低温冷藏运输船舱室优化设计

文中以5,600m^3超低温冷藏运输船舱室为研究对象,为了提高舱室的冷藏和保温效果,从船舶主尺度、船舶分舱及保温舱壁等方面进行了优化设计.采用混沌优化法进行了船舶主尺度的优化,得到了优化设计后的船长、型宽、长宽比、设计吃水、额定功率及初稳性高度等主要参数;以舱容率最大化为目标,利用CAXA和NAPA软件进行了船舶舱室的分舱优化设计,得到了双层八舱式冷藏舱舱室结构;根据舱室的工作性质及要求,以舱室保温及冷藏效果为目标,进行了舱壁结构组成的优化设计.最后,通过舱室的保温性能实验,从舱室温度回升值、压力变化值、各测温点的均值变化及离散变化趋势等参数进行了舱室优化设计的实验验证.结果表明超低温冷藏运输船舱室的优化设计是合理且可行的.