外伸龙骨对龙骨帆船性能的影响规律

文章以某一5米级龙骨帆船为基础设计方案,以外伸龙骨高度为主要变量,探索外伸龙骨高度对固有频率、静稳性、阻力、结构强度的影响.研究发现:1 m与2 m的外伸龙骨表现较好.文章的研究成果可为龙骨帆船的初步设计提供参考.     

基于多岛遗传算法的舱口盖结构优化设计

为降低空船质量,提高经济性,针对某船舱口盖结构减重进行研究。采用拉丁方试验法建立样本空间,根据样本参数进行有限元模型求解。采用响应面模型法建立舱口盖结构设计近似模型,以规范中对应力和变形的要求作为设计约束条件,基于多岛遗传算法对某船舱口盖结构进行优化设计。结果表明,优化解收敛性好,可满足规范要求。     

基于多层次法的浮箱结构优化设计

对浮箱进行结构优化可减轻结构自重以提高有效载重量,从而能够满足更大吨位的载重要求,改善经济性。针对浮箱的板梁结构形式特点,采用综合应用双向渐进结构优化（BESO）和响应面法（RSM）方法的多层次结构优化设计方法,进行浮箱结构优化设计,涵盖尺度优化、拓扑优化和截面优化3个层次。该方法的核心是使用BESO方法从基结构中获得优化解。在尺度优化层次,根据不同的主要尺度参数建立相应的基结构模型,应用BESO法得到相应优化解,并建立响应面模型进行尺度优化求解。在拓扑优化层次,根据最优尺度参数重新建立基结构模型调用BESO法求解,得到最优拓扑。由于最优拓扑解存在锯齿边,在截面优化层次需要对各截面进行光滑处理。将光滑处理问题转化为对截面参数的求解,建立截面参数与优化目标的响应面模型,最终确定各截面形状。通过某浮箱的结构优化设计实例,验证了多层次结构优化设计方法的可行性和有效性。     

箱形龙骨在小型钢质渔船上的作用

本文阐述了设置箱形龙骨对小型钢质渔船的作用和好处。     

基于响应面法的强力甲板结构优化设计

对于大型散货船,强力甲板是船体承受总纵弯矩及局部载荷的主要构件。特别是在压载工况下,强力甲板易出现结构问题,因此合理的强力甲板设计对船舶结构安全性和经济性十分重要。提出了基于响应面法的船体结构优化方法,并对一艘76 000 DWT散货船货舱段的强力甲板结构进行优化设计以验证该方法的有效性。在不同板厚尺寸、相同工况下进行甲板参数的灵敏度分析,选取适合的参数作为自变量。在计算出最大相当应力的基础上,应用响应面法的均匀设计试验方法,得出该舱段强力甲板最大应力与结构尺寸的函数表达式。以结构重量最轻为目标函数,在结构强度以及规范要求的最小厚度的约束条件下,对该舱段的强力甲板结构厚度进行优化。所得的优化结果说明该优化设计方法在实际工程中具有应用价值。     

单人常压潜水装具躯体结构的多目标优化设计

文章采用基于响应面（RSM）近似模型和多目标遗传算法（MOGA）对新型单人常压潜水装具躯体结构进行多目标优化设计。首先建立躯体的结构优化模型,分析设计变量对设计目标的影响。通过试验设计（DOE）得到设计目标的响应特征,拟合建立响应面近似模型,最后采用遗传算法对响应面模型进行多目标优化求解,得到躯体结构的优化设计方案。     

十米精彩——入门级龙骨帆船演义

帆船是一项乐趣无穷的运动,它依靠风和水这两种大自然免费提供的材料作为前进的驱动力,并因此成为绿色环保和健康时尚的双料象征。而对于新手以及业余爱好者来说,8—10米级别入门级龙骨帆船是一种不错的选择。本期专题特地挑选飞虎10米、J80、法伊26、Soto27四款国内最常见的该级别赛船做一对比分析,以供读者作为选购参考。     

基于响应面法的船底纵桁结构优化设计

提出基于响应面法的船体结构优化方法,对一艘76 000 DWT散货船货舱段的双层底纵桁进行优化设计以验证该方法的实用性。在不同板厚尺寸、相同载荷作用下进行纵桁参数的敏度分析,选取适合的参数作为自变量。在计算出最大相当应力、最大剪切应力的基础上,应用响应面法的正交组合设计试验方法,得出该舱段船底纵桁最大应力与结构尺寸的函数表达式。以结构重量最轻为目标函数,在结构强度、规范要求最小厚度的约束条件下,对该舱段的船底纵桁结构厚度进行优化。     

船艉结构静动态多目标优化设计

建立用于船体结构静动力学性能一体化设计优化的2种多目标优化模型:基于多目标遗传算法的多目标优化模型和基于多学科优化技术的多目标协同优化模型。模型均使用矩阵描述由板材厚度和骨材型号构成的离散设计变量集,以结构质量最小化和最大加速度最小化组成多目标函数。以某集装箱船艉部结构为例,对其进行了结构静力学、动力特性和动力响应的计算分析与优化设计。优化后的结构不仅具有更轻的质量、更低的振动水平,而且具有更高的固有频率储备,同时仍满足强度和刚度要求。     

基于多目标遗传算法的潜器外形优化设计

计算流体力学软件应用于潜水器外形优化设计时,精度虽高,但效率低下。因此研究了试验设计和响应面模型技术,提出了一个潜水器外形优化设计的策略。其基本思想是:首先应用Gambit软件的日志文件建立起水动力分析模型,然后根据设计要求选取设计变量,用试验设计的方法在设计变量空间里选取样本点并进行阻力性能计算,得到各样本点的响应,并建立阻力、包络体积的二阶多项式模型响应面模型。潜水器设计时需要考虑能源与设备布置要求,因此将阻力与体积作为艇型优化的两个目标,研究了多目标遗传算法,并给出了Pareto最优解集。结果表明,文中采用近似模型的艇型优化过程,不但效率得到提高,精度也能得到保证,而且由CFD结果建立的阻力估算公式可以为后续设计带来很高的参考价值。     

基于邻域培植遗传算法的半潜式平台生活楼肘板优化研究

随着半潜式平台的大型化发展,平台生活楼开始参与平台总体变形,在角隅等不连续位置易产生应力集中现象,从而影响平台结构安全。为改善生活楼与主平台甲板连接角隅处的应力集中问题,本文分析了影响生活楼与甲板连接区域危险的波浪工况及应力水平;在应力集中区域,设置连接肘板,并对肘板的尺寸和形状进行参数化建模,基于领域培植遗传算法进行多目标优化求解,分析不同权重比下的优化结果;结合规范要求的典型设计波工况,对优化后的肘板在不同工况下的应力集中改善效果进行评价。本文的相关的优化流程和分析方法可为海洋平台局部结构的优化设计提供一定的参考     

多学科设计优化在桁架式Spar平台概念设计中的应用

在传统的桁架式Spar设计过程中,设计人员通常只选择一个或两个学科作为某个阶段的设计目标,而没有把设计过程作为一个整体进行研究.同时,传统的设计方法没有充分考虑决定Spar性能的多个学科之间的相互影响和耦合作用.因而,传统的设计方法很难获得最优的设计方案.为解决这一问题,该文将多学科设计优化方法引入桁架式Spar的概念设计,以实现真正的设计优化.文中首先介绍了桁架式Spar的传统设计方法以及多学科设计优化的基本理论,讨论了如何将多学科优化技术应用于Spar平台的概念设计.进而提出了一种适用于Spar设计的多学科设计优化方法-基于响应面的协同优化方法,并基于该方法,建立了桁架式Spar的设计优化框架.最后,对今后的研究方向提出了几点建议.     

潜水器多学科设计中的多目标协同优化方法

针对潜水器设计中涉及多个学科的耦合以及数据信息量大、数据关系复杂的问题,文章介绍了一种新的多目标协同优化算法.该方法将Pareto遗传算法(PGA)引入协同优化框架,二者的有机结合充分发挥各自的优势,该方法利用协同方法的分解协调机制将复杂系统的设计问题分解为一个系统级优化问题和几个学科级优化问题.采用PGA作为系统级优化器,不仅可以得到能够反映多目标优化问题实质的、客观的Pareto解集,而且,由于PGA是无需梯度信息的直接搜索算法,从而从根本上消除了协同优化由系统层一致性约束条件引起的收敛困难问题.在PGA与协同优化框架结合的过程中,采用目标函数的归一化处理、分级罚函数法、浮点数编码、群体分级和Paveto解集过滤器等技术提高算法的计算效率和可靠性,并通过一个数学算例和一个载人潜水器的例子证明了多目标协同优化算法的有效性.     

基于改进BP-GA方法的FPSO舷侧结构耐撞性能优化设计

基于遗传算法和ABAQUS参数化有限元仿真技术,对传统的BP-GA优化方法进行改进,并采用改进的BP-GA方法对浮式生产储油卸油装置(FPSO)舷侧结构的耐撞性能进行优化,以验证其可行性和准确性。结果表明,与传统的BP神经网络相比,经遗传算法优化的BP神经网络具有更高的预测精度和更强的泛化能力;改进的BP-GA优化方法可在结构减重的基础上进一步提高结构的耐撞性能,能较好地适用于复杂的FPSO舷侧结构耐撞性优化设计。采用的优化方法具有通用性,可为抗爆性能的优化设计提供参考。     

基于遗传算法的水平轴海流发电机叶片优化方法

提出一种基于遗传算法优化(GA)的水平轴海流发电机叶片优化方法,采用Xfoil和BEMT作为分析工具,适用于二维翼型和三维叶片的多目标优化,并以此为基础编写一套叶片优化程序。该优化方法在增加叶片获能效率和减小推力方面具有显著效果,同时对于翼型性能的提升也同样出色。     

潜艇导弹包型线优化设计研究

潜艇导弹包的外形对潜艇各种航行性能都有重要影响,各个国家对潜艇导弹包的外形设计都非常重视。本文以SUBOFF潜艇为母型,首先对导弹包进行参数化,基于CFD技术与iSIGHT优化平台,运用试验设计方法创建计算样本,然后引入响应面技术构造潜体总阻力与导弹包参变量之间的近似函数,并在此基础上采用现代优化算法,以总阻力最小为优化目标寻优,确定最优点设计参数,同时分析了阻力随各设计参数变化的规律。     

基于"stretching"技术的粒子群优化算法

粒子群优化算法是一种随机的全局优化搜索方法。本文系统的介绍了粒子群优化算法和"Stretching"技术并提出了基于"stretching"技术的粒子群算法,然后用标准测试函数对新算法进行了实验。实验结果表明新算法在解的收敛性和稳定性等方面优于基本的粒子群优化算法。     

基于响应面法的船体CFRP帽形加筋板优化设计

针对船体碳纤维增强聚合物（Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP）帽形加筋板的优化设计问题,提出一种基于响应面法（Response Surface Methodology,RSM）的结构优化方法。对船体CFRP帽形加筋板进行静力学计算和特征值屈曲分析,获取加筋板结构的质量特征和力学特性。采用拉丁超立方体抽样（Latin Hypercube Sampling,LHS）进行响应面试验,采用多目标遗传算法（Multi-Objective Genetic Algorithm,MOGA）进行迭代寻优,获得满足尺寸约束和稳定性要求的最佳设计方案。优化结果表明,面板厚度和帽形梁厚度对加筋板屈曲载荷和质量的影响较为敏感。响应面模型的预测精度较高,所提出的优化设计方案具有良好的应用性,可为CFRP船体结构的优化设计和工程应用等提供参考。     

基于遗传算法的舰船航速模糊控制研究

研究并建立了舰船航速控制系统的数学模型,并将模糊控制理论应用到该系统,提出了一种基于遗传算法的舰船航速模糊控制新方法。该方法较常规的模糊控制具有更优的控制性能,仿真实验结果表明该方法可行、有效。     

基于实数编码遗传算法的基础沉降预报

提出一种基于实数编码的遗传算法的地基基础沉降预测方法。根据施工中地基基础沉降的观测资料,对以后地基基础沉降值做出预报。计算实例表明,用该方法进行地基基础沉降预报有较高的精度,而且对基础上部荷载有变化的情况也能做出较精确的预报,可以应用到实际工程中。