基于主尺度的深海采矿船多目标优化

针对深海采矿船早期设计阶段的方案生成问题,结合采矿船的指标要求、船型特点和功能需求,选择船体空船重量最小、货舱利用率最大、船体横摇周期和纵摇周期最大为优化目标,建立适用于深海采矿船主尺度优化的多目标数学模型,采用NSGA-Ⅱ算法进行迭代求解。结果表明,该方法快捷可靠,优化模型合理,短时间内生成大量备选方案,在船舶设计中具有较高可行性,为最终设计方案的确定提供方案选择基础。     

超大型平台组块装船技术探析

针对国内首次设计的超大型平台组块的装船技术,通过码头环境条件、船舶总纵强度和船舶调载系统的能力等方面的设计研究,提出了制约超大型平台组块装船的关键技术,并给出了驳船如何提高装船能力的建议。     

改进遗传算法在驳船配载中的应用

驳船是大型海洋结构物下水作业的一种常用运输工具。驳船的配载主要是依据静力学平衡原理和船舶基本知识对船舶浮态的调节。为了在较短时间内完成配载作业,对遗传算法进行了改进,提出种群全部交叉和分布式动态惩罚函数法等改进机制,对驳船配载中的调载水量分布进行优化。计算结果表明,改进遗传算法的配载方案比基本配载方案时间更短、效率更高。运用本改进遗传算法对驳船配载进行方案优化,能够满足工程要求,缩短上驳作业时间。     

散货港装船设备分配与船舶交通组织协调优化

针对装船设备利用率与船舶进出港效率不匹配的问题,提出了一种应用于散货港口的装船设备分配与船舶交通组织协调优化模型,同时设计了一种基于启发式筛选规则的多目标遗传算法(Multi-Objective Genetic algorithm based on Heuristic Screening Rules, MOGA-HSR)。该算法融合了单向航道的船舶交通组织规则以及船货匹配规则,使用一种自适应交叉及变异概率函数,加快了求解的收敛速度。以黄骅港煤炭港区为例设计仿真试验,结果表明,MOGA-HSR求得的船舶进出港总时间和船舶总等待时间比带精英策略非支配排序的遗传算法(Genetic Algorithm for Non-Dominated Sorting with Elitist Strategy, NSGA-Ⅱ)求解结果分别缩短2.7%和2.5%,比先到先服务(First Come First Service, FCFS)求解结果分别缩短38%和30.8%,验证了模型和算法的有效性。     

基于内点法的驳船接载配载方案优化模型

根据驳船压载水舱的几何特点,提出了基于线性规划理论的驳船接载配载方案优化模型。该模型以所有调节水量绝对值之和为目标函数,以各压载水舱调节水量为设计变量,以力及力矩平衡为约束条件。针对该模型的特点,采用内点法求解。对一条新建散货船整体滑移上驳作业过程中压载舱排/注水方案进行了优化计算,结果表明:算法具有很好的收敛性,有效性和快速性,能适应驳船接载产品过程中的实时配载要求。     

基于改进NSGA-Ⅲ的船舶路径规划方法

针对船舶路径规划过程中存在多个目标的问题,将船舶路径规划转化为多目标优化问题,提出一种基于改进NSGA-Ⅲ的船舶路径规划方法。研究建立以船舶航路安全性、平滑度及航程为优化目标的数学模型,并设计改进NSGA-Ⅲ求解模型。在种群初始化过程中,引入一种基于有向无环图的种群初始化方法。在种群进化过程中,引入安全算子、平滑算子、最短路径算子及快速修复算子以提高算法收敛速度。试验结果表明,基于改进NSGA-Ⅲ的船舶路径规划方法提高了规划效率,能够得到较好的规划结果。     

甲板驳船自由浮态滚装大型货物研究

在甲板驳船上自由浮态滚装大型货物,驳船的吃水变化很大,借助潮汐可保持滚装过程船与岸接口处的平齐.根据驳船浮态滚装受力平衡方程,建立浮态滚装计算方法的软件包,可进行大型货物滚装实时和全程的驳船姿态计算.通过对潮汐变化和滚装全程驳船姿态的分析,提出了滚装与潮汐配合方法和可行性判定条件,解决了滚装时间确定、合理的驳船姿态等安全性和可靠性问题,应用结果表明软件包具有灵活、实用、可靠的特点.     

基于集中力的船体强度直接计算加载方案

针对在已知弯矩分布时直接计算船体总纵强度的问题,结合船舶结构力学分析方法,根据已知弯矩分布反算得到作用在船体上的等效外力,利用ANSYS建立变截面空心薄壁梁理论模型,将等效外力以集中力形式加载到模型相应剖面,验证外力计算的有效性,同时利用实船整船有限元模型,选择不同的约束支点以及不同的加载方案,采用集中力加载计算船体总纵强度,提取计算后模型中节点力系构成的剪力和弯矩,与已知剪力、弯矩分布进行对比,结果表明,集中力法可用于船体总纵强度直接计算,且计算结果与已知的剪力、弯矩分布吻合较好。     

超大型油船分舱方案优化设计研究

船体结构重量关系到经济性与环保性,是衡量船舶设计方案优劣的重要指标,为提高超大型船舶的市场竞争力,有必要开展超大船体轻量化设计。以一艘32万载重吨超大型油船为例,根据油船分舱布置的要求,在主尺度与船型确定的情况下,以降低总纵弯矩、减轻船体结构重量为优化目标,通过装载、完整稳性、破舱稳性、溢油指数、总纵强度的计算,对比分析多型式的分舱方案。重点研究变边舱分舱方法对降低总纵弯矩的效果及其规范适用性,分析变边舱分舱方案中的内壳舭部斜升角对总纵强度的影响,得到一型可同时降低在港状态中拱弯矩、航行状态中拱弯矩与中垂弯矩的变边舱分舱方案,以期应用于超大型油船船体结构的轻量化设计。     

基于C#与MATLAB混合编程的船舶压载水仿真系统

针对以往船舶压载水仿真系统仅能用于某些特定船舶的问题,提出基于管网有限元法的参数化建模方法.为实现对压载水调节方案的优化,在仿真系统中加入基于改进非劣分层遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)的自动调载算法和基于反向传播(Back Propagati...     

总纵弯矩作用下的船体结构极限承载力分析

船舶航行安全是航海领域重点关注的问题之一,船体的总纵弯矩数值在不同情况下会发生变化,研究船体结构极限承载力是船舶安全航行的关键,为此提出总纵弯矩作用下的船体结构极限承载力分析方法。该方法利用有限元软件建立船体结构模型,计算船体结构总纵弯矩,以此为基础分别从船体梁结构挠度极限承载力和船体剖面平衡角度,计算结构极限承载力,并在有限元环境下展开多角度分析。结果表明,该方法可有效构建船体结构有限元模型,并有效分析船体结构不同总纵弯矩情况下,船体结构挠度极限承载力和中截面结构极限承载力分布情况,应用效果较为显著。     

基于NAPA的甲板货船总纵变形的分析与计算

对船长与型深比较大的甲板货船纵向变形分析求解。以船舶设计软件NAPA为平台,利用NAPA自带的NAPA BASIC语言编程建模,分舱和加载,应用有限差分法求解船体梁挠度变形,通过修正模型,得到船体梁所受的剪力、弯矩分布和挠度变形,并对总纵强度进行校核。     

考虑时间窗的多货类多目标集装箱运输方案优化

为研究小型内陆城市的集装箱运输方案,在考虑时间窗的约束下,构建运输成本最小、运输时间最短及运输碳排放最少的多目标运输方案优化模型,并结合NSGA-Ⅱ算法和Matlab软件,以丹阳市集装箱运输方案优化为例展开实证研究。研究表明：时间窗的不同对于集装箱运输方案的选择起到关键作用,同时运输成本及运输碳排放量也随之产生变化,为此可通过采用新能源运输设备减少碳排放量来降低运输成本;对于时效性较强的集装箱货物,选用公铁联运较为经济,对于一般性集装箱货物,选用公水联运更为经济。     

水下非接触爆炸下船体爆炸弯矩简化计算方法

[目的]水下非接触爆炸冲击能引起船体强烈的总纵弯曲运动,威胁船体总纵强度。采用详细的有限元建模进行水下非接触爆炸计算虽然可以获得船体爆炸弯矩,进而计算船体水下非接触爆炸作用下的船体总纵强度,但该方法工作量较大且较为复杂。为此,[方法]提出一种基于梁模型的船体水下非接触爆炸弯矩简化计算方法,运用ABAQUS有限元软件,建立船体详细有限元模型和船体梁简化模型,并分别进行水下非接触爆炸工况下危险剖面的爆炸弯矩计算。[结果]计算结果表明,建立的船体梁简化模型不仅建模简单,而且爆炸弯矩计算精度良好。[结论]所得结果可为水下非接触爆炸下船体爆炸弯矩的快速估算提供参考。     

改进的遗传算法在游艇舱室布局优化设计中的应用

针对游艇舱室布局这一复杂的多目标问题,在探讨遗传算法基本原理的基础上,提出以基于Pareto前沿的多目标优化方法NSGA-Ⅱ进行求解,然后分析游艇舱室布局的数学优化模型,并用NSGA-Ⅱ算法对其进行优化计算,并用实例进行验证。结果表明,这种算法确实有效,并得到一系列满足要求的最优解。     

浮式作业装置的纵向强度试验

浮式作业装置是一种在漂浮或半潜状态下作业的非自航驳船式装置,纵向强度试验是检验其在设计弯矩下的总纵强度和船体结构变形情况的重要试验。以32 000 t举力的浮式作业装置为例,结合纵向强度试验的流程,重点阐述试验过程中的精度控制要点和试验结果分析,从而获得更准确的试验结果,为今后该浮式作业装置服务作业的开展提供可靠的数据支撑。     

大型卸船机整机滚装上岸施工技术

文章介绍了越南永新电厂二期2台1250 t/h卸船机,采用整机海运至现场后滚装上岸的方案及方案实施前的准备以及方案制定中考虑的重点,如滚装轨道布设、牵引系统计算、船体调载平衡等。解决了目标码头不具备大型卸船机现场拼装条件以及不具备整机吊装所需的大型起重船的困难。     

水下爆炸气泡作用下船体总纵强度估算方法

水下爆炸中的气泡脉动载荷会造成舰船的鞭状运动,对其总纵强度产生很大威胁,是战争中造成船体总体毁伤与丧失生命力的主要原因之一。基于势流理论,推导并建立船体梁气泡弯矩的理论与计算方法,同时综合考虑气泡弯矩、船体静水弯矩、波浪弯矩及砰击弯矩等其他影响因素,建立一套完整的气泡作用下船体梁总纵强度估算方法。通过算例,校核典型工况下多种弯矩同时作用时船体梁的总纵强度。计算结果表明,气泡脉动载荷产生的总纵弯矩具有周期性鞭振特性,且数值大于其他弯矩。在评估舰船总纵强度与生命力时,应充分考虑气泡脉动载荷的影响。     

基于总纵弯矩的驳船配载优化设计

本文针对驳船在装运大型海洋结构物过程中的配载问题,详细介绍了基于总纵弯矩的配载优化模型的建立,并给出了解决配载优化问题的程序框架,解决了工程实际中反复配载的困难,最后给出了配载优化问题的算例.     

散货船的货舱分舱布置对总纵弯矩的影响研究

货船的货舱分舱往往决定了船体梁静水弯矩的大小,而合理的分舱能降低船体梁的静水弯矩,从而减轻船体结构的重量。以某61 000吨级散货船为研究对象,通过对完整和破舱工况下的静水弯矩进行比对,找出各舱货物质量变化对静水弯矩影响的规律,从而判断如何分舱可以降低船体梁静水弯矩。试验结果表明:这种方法是可行的,新方案下船体梁静水弯矩相比初始降低了约8%。