单向航道港口拖轮配置仿真优化

为更好地指导港口拖轮的配置,以拖轮的闲置率和客户满意度为评价指标,提出以拖轮作业总成本最小为目标的单向航道港口拖轮配置仿真优化模型,模型由拖轮作业仿真模块和拖轮作业调度优化模块组成。首先,优化模块基于嵌入启发式规则的混合遗传算法生成新的拖轮作业调度可行方案,并将其输入到仿真模块;其次调用仿真模块计算拖轮的闲置率和客户满意度;最后对可行方案进行分析,并筛选出最优方案。通过算例验证了模型的有效性,为单向航道港口的拖轮配置优化提供依据。     

粒子群算法的最小阻力船型优化研究

阻力是船舶最重要的性能之一,阻力最小是构建船型的首先目标,当前最小阻力船型优化方法存在阻力大等缺陷,为了得到最小阻力的船型,设计基于粒子群算法的最小阻力船型优化方法。首先对当前最小阻力船型优化研究现状进行分析,并建立了最小阻力船型优化的数学模型,然后采用粒子群算法对最小阻力船型优化的数学模型进行求解,找到最小阻力船型优化方案,最后通过与其它方法进行最小阻力船型优化仿真测试,结果表明,相对其它最小阻力船型优化方法,粒子群算法可以更快找到最小阻力船型优化方案,最优船型的阻力大幅度下降,可以应用于实际的最优船型设计中。     

基于禁忌搜索的随舰备件优化配置方法

为解决舰船装备保障要求高与备件资源存储空间有限的矛盾，提出一种基于禁忌搜索算法的随舰备件优化配置方法。采用多智能体技术建立装备维修保障工作流程的仿真运行模型，通过仿真计算备件的满足率和利用率，评估给定配置方案下的保障效能，并得到一组可行的初始方案；在此基础上，以规定的备件满足率为约束条件，以备件携带数量为优化目标，结合多智能体评估模型和禁忌搜索算法对备件配置方案进行优化求解。以舰炮装备为例对该优化配置方法的有效性进行验证，结果表明所提方法具有较强的有效性和优越性，可供随舰备件配置方案的设计参考。     

关于EEDI和最小推进功率综合优化的研究

论文建立了EEDI和船舶最小推进功率综合优化模型。EEDI优化需要满足IMO关于船舶最小推进功率的要求。为了协调船舶降低EEDI与满足船舶最小推进功率之间的矛盾,论文致力于发展一种有效且快速的、船舶最小推进功率约束下的船舶主尺度EEDI优化方法。目标函数EEDI的评估基于中国船舶科学研究中心开发的水动力性能数字化图谱。为了与图谱所涵盖的船型保持一致,论文中的船体变换采用仿射变换和Lackenby方法。为了说明该方法,选取VLCC为研究对象,并选取了不同的优化算法。计算结果表明:EEDI和船舶最小推进功率综合优化模型是合理且行之有效的,优化过程中每个方案都能得到一个光顺的船型。     

基于Bellman-Ford算法的配电网节能控制研究

为解决大量分布基于改进最小费用路算法的电源并网场景下的主动配电网节能控制优化问题,通过建立与配电网相应的图论模型,将潮流管理问题转化为寻求图论模型最小费用流的问题。鉴于传统最小费用路算法具有结构复杂、计算繁琐等缺点,论文提出了一种基于Bellman-Ford算法改进的最小费用流计算,该算法采用容量修改方式取代传统算法中的流量修改方式,大大简化了寻找图论模型中最小费用流的计算。应用Matlab建立仿真模型并进行仿真,仿真结果表明,改进的最小费用流Bellman-Ford算法应用于主动配电网潮流管理能够实现潮流优化,可以有效解决分布式电源(DG)并网造成的潮流阻塞问题,最终达到配电网节能控制的目的。     

基于风驱动算法的机会阵雷达波束图综合

针对机会阵雷达阵列分布随机性所带来的高旁瓣问题,本文基于一种新兴的群体迭代启发式风驱动优化,提出了一种具有最小阵元间距约束的直线型机会阵雷达波束形成方法.首先建立了信号模型和目标优化函数,然后将初始种群限定在去除阵元间距后的阵列孔径中,优化最大旁瓣电平.仿真表明:与传统粒子群算法和遗传算法相比,在满足最小间距的约束条件下,所提算法具有更低的旁瓣电平.     

燃油系统参数优化对双燃料船用发动机性能的影响

基于4190ZLC-2型船用中速柴油机,利用AVL FIRE仿真软件建立天然气/柴油双燃料发动机燃烧高压循环模型;采用一次回归正交试验设计方法对燃油系统5个参数进行优化,建立以油耗率和NO_X排放量为目标函数的数学预测模型,进而找出油耗率和NO_X排放量最优的参数组合。结果表明:建立的油耗率、NO_X排放量数学预测模型精确度较高,预测值与仿真值误差低于3%,可用于参数优化匹配研究;优化后的油耗率和NO_X排放量相比正交试验设计最优组合分别降低约3.8%和98%;油耗率最小的参数组合为:70%-0-355.15 K-0.223 MPa-22.6°CA(天然气替代率-EGR率-进气温度-进气压力-喷油提前角);NO_X排放质量分数最低的参数组合为:67%-12.5%-336.55 K-0.205 MPa-21.88°CA(天然气替代率-EGR率-进气温度-进气压力-喷油提前角)。     

6万吨级新型半敞口散货船的开发设计

为满足船东的特殊使用要求,在传统系列HANDYMAX型散货船设计的基础上开发了6万吨级新型半敞口散货船。通过型线优化、节能装置安装和机桨配合优化,该船实现了市场最优的油耗率指标。货舱被设计成大舱口、BOX形式,并配备一系列性能优异的装卸设备,方便了多样化装载和多港装载。此外,设计该船时在环保和安全方面也做到了精益求精。最终,该船顺利交付,赢得了船东的好评,并获得了船东的追加订单。     

基于CFD的散货船船体型线自动优化

针对船体型线自动优化的问题,在基于仿真的设计(SBD)思想下,提出了基于计算流体动力学(CFD)的船型自动优化方法。该方法主要由船体曲面自动变形模块、水动力计算模块及优化模块组成。其中船体曲面自动变形模块主要由径向基插值技术实现,水动力计算模块则集成CFD-SHIPFLOW软件实现,优化模块则采用PSO算法实现。现以隐形球鼻艏散货船的兴波阻力最小为优化目标,利用本团队开发的船型优化平台实现了其船艏型线的自动优化。优化结果表明:对于隐形球鼻艏散货船,在满足工程约束的条件下,基于CFD的船体曲面自动优化方法可以获得阻力降低的新船型。     

QoS路由网络模型在大风浪航线设计中的应用研究

QoS路由是一条满足多个约束条件同时优化多个网络参数的路径,该路径既满足QoS需求,又具有最小代价.大风浪航线设计问题涉及海区、时效、航程、安全等方面,其基本任务也是寻找一条满足多个约束条件的航线.这里提出了将解决QoS路由的方法用于大风浪航线设计之中,给出了舰船大风浪航线优化设计后所付出的时间和距离代价,仿真实例表明了想法的可行性和可操作性.     

挖掘机动臂焊接生产线物料配送方案设计仿真优化

以规划设计阶段的某型号挖掘机动臂焊接生产线为例，研究离散事件仿真平台Plant Simulation在挖掘机动臂焊接生产线物料配送方案设计中的应用。挖掘机动臂焊接生产线采用有轨制导车（Rail Guided Vehicle，RGV）作为输送单元。分析生产线的调度控制策略，按随机作业、行驶距离最短和等待时间最短设计3种RGV物料配送方案，并对方案进行建模仿真。分别以产量最大化和工位负荷均衡为目标，分析不同优化目标下的最优物料配送方案，优化后的年产量提高475个且各工位负荷均衡，可为企业智能化生产线物料配送方案的选择和建设提供理论依据和科学指导。     

三体船侧体布局及型线优化设计研究

采用分层次优化,首先以总阻力最小为优化目标对某三体船侧体横向和纵向的相对位置进行了优化研究,得到阻力性能最优的三体船侧体布局方案;然后基于侧体最优布局,进行型线优化,最终完成三体船的侧体布局和型线的序列优化。结果表明,所采用的三体船侧体布局及型线优化方法具有可行性,可为三体船船型设计提供参考依据。     

造船分段无余量合拢挂装工艺初探

造船分段无余量合拢挂装工艺,把待合拢分段挂装在已经完成的分段上,使挂件、支撑件承载60％至70％待合拢分段的重量,消除了90％以上因吊装产生的弹性变形,实现了造船分段无余量合拢.该工艺比传统工艺提高工效1倍以上,使造船在坞合拢时间缩短53天,使年出船艘数增加30％,并较大的降低了生产成本.     

基于DELMIA的某游艇厂生产流程规划仿真

基于达索公司的DELMIA仿真软件,针对某新建玻璃钢（FRP）游艇项目,就游艇生产流程进行规划,并通过流程仿真对FRP游艇制造使用场地进行优化。通过对整个规划厂区制造过程的物流、一定生产负荷下的场地利用率、生产线设备利用率的仿真,细化了生产管理过程的控制节点,减少了规划厂区的土地面积,提高了设备的使用效率,降低了船厂的...     

Ship-berth link performance evaluation: simulation and analytical approaches

In this paper we consider the performance evaluation of ship-berth link in port. The efficiency of operations and processes on the ship-berth link has been analysed through the basic operating parameters such as berth utilization, average number of ships in waiting line, average time that a ship spends in waiting line, average service time of a ship, average total time that a ship spends in port, average quay crane (QC) productivity and average number of QCs per ship. All the main performances of the ship-berth link are given. This is one of the problems faced by planners and terminal operators in ports. In this paper, we propose two models based on simulation and queuing theory, respectively, in order to determine the performance evaluation of ship-berth link in port. Numerical results and computational experiments are reported to evaluate the efficiency of the models for Pusan East Container Terminal (PECT).     

Ship-berth link performance evaluation: simulation and analytical approaches

In this paper we consider the performance evaluation of ship-berth link in port. The efficiency of operations and processes on the ship-berth link has been analysed through the basic operating parameters such as berth utilization, average number of ships in waiting line, average time that a ship spends in waiting line, average service time of a ship, average total time that a ship spends in port, average quay crane (QC) productivity and average number of QCs per ship. All the main performances of the ship-berth link are given. This is one of the problems faced by planners and terminal operators in ports. In this paper, we propose two models based on simulation and queuing theory, respectively, in order to determine the performance evaluation of ship-berth link in port. Numerical results and computational experiments are reported to evaluate the efficiency of the models for Pusan East Container Terminal (PECT).     

减摇水舱试验台架系统无模型自适应控制

结合无模型控制的优点,首次将无模型控制理论应用到船舶减摇控制系统中.减摇水舱试验台架电液力矩伺服系统所采取的控制策略是设计减摇水舱试验台架的关键,针对模型控制策略对非线性系统的控制在应用中表现出的不足和局限性,采用无模型控制律对电液伺服系统控制器进行了设计和仿真研究.仿真结果表明:无模型控制器表现出优良的控制品质,跟踪性能良好,具有结构适应性,系统符合设计要求.     

基于SVR近似模型的潜水器外形优化

流体仿真软件在船舶与海洋结构物概念设计阶段应用广泛。针对潜器外形设计过程中,仿真分析往往需要耗费大量的时间成本,无法直接与优化器结合的问题,本文研究基于支持向量回归机（Support Vector Regres-sion, SVR）的潜器外形优化方法,包括拉丁超立方试验设计选取样本点、基于 ICEM的潜器参数化建模和网格自动划分、基于 Fluent的阻力计算及 SVR模型的构造。采用改进的粒子群算法求解潜器外形优化设计问题,得到了阻力性能优良的潜器外形。     

A new source number estimation method based on the beam eigenvalue

Most source number estimation methods based on the eigenvalues are decomposed by covariance matrix in MUSIC algorithm. To develop the source number estimation method which has lower signal to noise ratio and is suitable to both correlated and uncorrelated impinging signals, a new source number estimation method called beam eigenvalue method (BEM) is proposed in this paper. Through analyzing the space power spectrum and the correlation of the line array, the covariance matrix is constructed in a new way, which is decided by the line array shape when the signal frequency is given. Both of the theory analysis and the simulation results show that the BEM method can estimate the source number for correlated signals and can be more effective at lower signal to noise ratios than the normal source number estimation methods.     

神经网络在船舶操纵中的应用研究

该文对人工神经网络用于船舶操纵动态特性的在线学习进行了研究,并提出了基于神经网络预报的操舵控制算法。仿真试验的结果表明了该控制算法的有效性。