基于结构动力学特性的高桩码头横向排架传感器优化布置方法

为了对高桩码头结构健康监测系统中的传感器布置提供理论指导,提出了一种基于结构动力学特性的传感器优化布置方法。在对高桩码头代表性结构单元横向排架进行结构动力学分析的基础上,运用模态应变能法选择高桩码头横向排架传感器初始测点;建立初始模态矩阵,然后利用模态置信度法和序列法对模态矩阵进行迭代、优化,确定传感器测点布置。建立了单个横向排架的数值仿真模型,利用传感器优化布置方法得到横向排架7根桩基的传感器测点布置结果,并对测点布置进行评估。模态向量间的夹角趋于正交,传感器布置方案有效,证明该传感器优化布置方法适用于高桩码头的传感器优化布置。     

基于量子天牛群算法的高桩码头横向排架结构损伤识别

针对高桩码头损伤识别问题,引入量子行为优化天牛群(BSO)算法,利用结构模态参数(固有频率和振型)的差别构造目标函数,提出了一种基于量子天牛群(QBSO)算法的损伤识别方法。采用所提方法对一高桩码头模型单直桩、单叉桩的单损伤,双直桩、双叉桩、直桩+叉桩的双损伤进行了计算,并与天牛群(BSO)算法与粒子群(PSO)算法进行对比;对振型添加噪声后单叉桩的单损伤进行了计算。结果表明:所提方法计算效率高、收敛速度快,具有较强的稳定性和抗噪性,能够快速精准地识别出损伤位置与损伤程度。     

高桩码头结构健康监测系统传感器优化布置

总结了高桩码头结构检测的研究现状,并对现有检测方法的不足进行了分析和讨论,给出了高桩码头结构健康 监测系统的基本原理。对监测系统中加速度传感器的优化布置进行了初步的研究,采用一种自适应遗传算法进行加速度传 感器的优化布置。最后通过对一个高桩码头工程的实例分析,证明该算法可用于高桩码头健康监测系统的加速度传感器优 化布置。     

高桩码头结构健康监测系统研究

码头结构生命周期过程中因为材料老化、环境侵蚀以及疲劳效应等因素的耦合作用可能导致码头功能退化,承载能力下降,极端情况甚至引发安全事故,所以码头健康监测显得十分必要.文中系统地构架了一套高桩码头结构健康监测体系,对码头结构监测的项目分类规划,并在通用码头典型结构断面进行了实践监测.通过监测实践发现当前码头监测的技术难点并...     

基于离散事件系统仿真的集装箱码头布置规划研究

集装箱码头的规划布置涉及多种复杂的影响因素,是系统性设计和不断优化的过程.本研究采用eM-plant软件模拟集装箱码头备选方案的作业系统,并根据实时统计生成仿真数据库;采用专家调研法和层次分析法创建尽可能全面反映备选方案信息的评价指标体系,并赋予各评价指标不同的权重;结合码头作业系统仿真模拟运行的情况,综合运用层次分析...     

桩基布置对高桩码头撞击力分配的影响

通过建立包含船、护舷、码头的有限元模型,给定船舶的靠泊速度模拟了船舶靠泊的全过程,得到更符合实际情况的船舶撞击力变化曲线和码头结构的动力反应。研究发现因为叉桩扭角的影响,横向的船舶撞击力在码头较薄弱的纵向也会产生较大的纵向力,最大可达撞击力峰值的6%~8%,这是规范所不曾考虑的。通过对比5种不同的桩基布置方式的分配系数,可得出全对称布置方式优于非对称布置方式的结论。     

基于BIM技术的高桩码头施工进度优化*

高桩码头工程通常规模大、专业性强、施工参与单位众多,由此导致施工信息独立、时效性差,且极大地影响工程进度,造成施工成本浪费。针对此问题,提出高桩码头工程施工进度优化算法,并结合BIM技术建立4D施工管理方法。建立高桩码头Revit模型构件库,以此构建相应码头三维信息可视化模型,再结合高桩码头施工特点,建立基于量子粒子群算法的高桩码头施工进度优化算法,将施工进度优化算法与高桩码头BIM施工模型进行有机整合,利用BIMFILM软件对施工工期信息进行施工全过程的跟踪优化和动态可视化管理。结果表明,该方法实现了高桩码头工程施工进度优化的可视化和信息化管理,所提出的动态优化算法有助于精准预测并同步优化码头施工进度安排、减少施工总成本、提高码头施工管理效率、拓宽BIM技术在水工领域的应用,具有实际推广意义。     

高桩码头全寿命周期的健康监测技术

随着智慧水运的蓬勃发展,基于全寿命周期的高桩码头结构运营安全与健康状态监测越来越受到重视。以某港区新建码头工程为依托,开展高桩码头全寿命周期的健康监测系统研究,基于高桩码头结构荷载条件、运营环境、监测仪器特点进行全寿命周期传感器及其耐久性设计,线路保护及更换预留设计,开发与之相适应的监测系统,并结合数据归一化和动态时间规整对获取的监测数据进行分析。结果表明,采用的数据处理方法可以较好地量化不同测点数据之间的相似度,实时监测的数据可用来评价码头结构现有状态,为码头结构的维修、养护与管理决策提供依据。     

基于EMD-VMD-LSTM预测算法的高桩码头结构安全预警方法*

基于高桩码头健康监测数据,针对存在复杂环境因素影响监测精度问题,提出EMD-VMD-LSTM组合算法处理并预测高桩码头结构中的监测信息,通过对比分析验证在高桩码头结构现场监测大数据的预测预警分析中采用EMD-VMD-LSTM 组合算法的可行性。同时,基于EMD-VMD-LSTM方法和固定预警阈值,提出动态预警阈值的确定方法,设计动静态预警结合的高桩码头结构预警方法,构建多指标、多层次的高桩码头结构安全预警体系以及相应的预警流程。研究成果可以提升高桩码头结构安全预警的准确性和效率,也可为类似工程结构的安全预警管理提供一定的参考。     

基于船舶操纵模拟的某海港码头港内水域布置优化

针对自然水深不足且较为复杂的港内水域,仅仅依据规范条文提出的设计方案不能完全满足船舶港内作业的需要。文章结合某工程实例,应用船舶操纵模拟试验,研究了船舶港内作业对于港池水域的要求,根据试验结果对港池水域布置方案进行了优化。     

遗传算法的改进及其在超大型油船结构优化中的应用

遗传算法是一种基于适者生存理念的随机搜索算法,它具有极强的全局搜索能力,且不需要知道问题的导数信息.然而,简单遗传算法局部搜索能力差以及易于早熟.文章编制了一种基于实数编码的适用于连续型变量的遗传算法,比较适合于多峰函数的全局寻优,且对之略作改进,也可用于离散型变量优化.采用大量经典数学测试函数对该遗传算法的优化能力进行测试,取得了很好的优化结果.在此基础上,选用经典10杆桁架结构对该算法的寻优能力进行了验证.最后,以一艘超大型油船的典型中横剖面作为研究对象,选取396个设计变量,所有变量在优化过程中都进行了离散化处理,应用JTP规范[1]作为校核依据,采用该遗传算法进行优化设计.经过优化后,船中剖面面积下降了2.6%.     

基于ASA算法的大型小水线面双体船结构优化

由于小水线面双体船的结构与受力特点比普通单体船更为复杂,因此在结构的优化设计中存在更多的难点。针对小水线面双体船在横向弯曲工况下,存在着大量高应力区域的问题,本文采用自适应模拟退火算法进行优化,获得更合理的设计参数。结果表明,模拟退火算法在双体船结构的设计与优化中有着良好的工程适用性。本研究可为双体船的结构设计与优化提供参考。     

基于比例系数-有效独立法对圆柱壳声辐射预报的测点优化布置研究

文章以圆柱壳结构为研究对象,以反映测点模态振型相关性的比例系数来修正传统的有效独立法,提出了一种基于比例系数-有效独立法的测点优化布置算法。并分别用基于模态和响应的评价准则与现有的三种测点布置方法进行比较。结果表明:比例系数-有效独立法可有效地避免测点间的信息冗余问题,在保留结构振动特性方面具有明显的优势;并且能更加准确地预报圆柱壳结构的声振响应,是一种适合圆柱壳结构较为理想的测点优化布置算法。     

基于量子行为遗传算法的船体局部结构优化设计

采用遗传算法解决船舶复杂结构中混合设计变量优化问题时,其效果很有效,且能获得全局最优可行解。然而,简单遗传算法局部搜索能力差且易于早熟。为了提高对船舶复杂结构设计变量解空间的搜索能力,该文设计了一种基于二进制编码的适用于混合变量的量子行为遗传算法,比较适合于复杂函数的全局寻优,且搜索能力优于标准遗传算法。通过三个算例对算法的寻优能力进行测试,实验结果表明,采用量子行为遗传算法进行的船体局部结构优化设计具有较好的计算质量与计算效率。     

基于优化算法的锚泊系统设计数值方法

港口系泊系统的设计关系到船舶停靠的安全问题,是船舶与海洋工程研究的热点之一,以往的研究中,对于动荷载的考虑较少。在动荷载的基础上研究港口系泊系统的设计,首先,分析了港口系泊系统主要组成的钢管、钢桶、重物球、电焊锚链和抗拖移锚的受力情况;然后,基于物体受力平衡方程以及悬链线模型建立了系统受力模型,采用遗传算法进行数值模拟求解;最后,通过MATLAB编程得出了在不同情况下钢桶、钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域,并讨论了各影响因素对系泊系统组成部分的影响程度。     

全局优化算法在船舶结构优化设计中的应用

为了提高船舶龙骨结构在受力过程中应力分布的均匀性和提高材料的利用率,本文采用Hypermesh软件建立了龙骨结构有限元模型,并结合其MORPH功能定义筋板形状变量,建立形状优化模型。随后,将全局优化算法与形状优化模型相结合,对船舶龙骨结构进行优化设计。结果表明,在筋板交错位置增加筋板高度能够有效提升龙骨结构整体刚度,其余位置可以采用较小的筋板高度。本文研究可为船舶龙骨结构改进设计提供参考。     

模糊混沌算法及其在船舶性能或结构特性综合优化的应用研究

将限界搜索模糊优化与混沌算法复合构成限界搜索模糊混沌算法,并将其应用于大中型船舶性能或结构特性综合优化计算分析中.建立了以加权和形式为目标函数的综合优化数学模型,编制了计算软件,进行了大量对比计算.计算结果表明:这些优化方法和计算软件界面友好、可靠性和计算效率高,并且具有较高的实用性,运用于大中型船舶性能或结构特性综合优化是切实可行的;对于大中型船舶方案或初步设计也有使用价值.     

多目标优化算法在舰船天线布局中的应用

针对现有的单目标优化算法在天线优化布局应用中的不足,提出一种基于多目标粒子群优化(MultiObjective Particle Swarm Optimization,MOPSO)算法的天线优化布局方法。将该算法与数值计算方法相结合,建立多目标、多变量协调控制的复杂平台上的天线优化布局数学模型。在此基础上,使用FEKO软件建立某型战舰的仿真分析模型,具体分析舰载短波通信天线的优化布局过程。