基于人机合作的船舶舱内管路布局优化算法

现有船舶舱内管路布局优化算法由于应用技术的缺陷,存在着算法收敛代数多、算法收敛时间长的问题,无法满足目前船舶舱内管路布局的需求,故提出基于人机合作的船舶舱内管路布局优化算法研究。为了简化船舶舱内管路布局优化问题,对管路布局要素进行数学抽象,通过数学形式表示管路布局要素,以此为基础,依据人机合作与多蚁群进化算法构建管路布局优化模型,确定人工个体加入时机,制定管路布局优化算法流程,即可实现船舶舱内管路布局的优化。实验数据表明,与现有算法相比较,提出算法收敛代数较少、收敛时间较短,证实提出算法应用性能更好,可以获得更好的管路布局优化效果。     

基于智能优化算法的船舶管路布局设计

管路布局设计是船舶设计开发过程的重要环节,布局设计过程需要重点考虑船舶空间的利用率、设备管路的安全性、船舶建造和布管过程的经济性等多种因素。随着船舶工业的发展,管路布局设计与智能优化算法逐渐融合,在高性能计算机的支撑下,布局效率更高,空间利用也更加合理。本文提出一种基于遗传算法的智能布局技术,针对船舶的管路布局进行设计和仿真。     

虚拟机舱管路布局算法优化设计

针对当前船舶管路布局设计主要依靠经验丰富的设计人员手动敷设完成,为提高管路自动化布局效率,提出了一种基于改进遗传算法的三维空间管路设计方法,以辅助设计者完成管路布局工作。通过在经典遗传算法的整体框架中引入免疫选择机制,增加免疫检测算子和免疫平衡算子,改进了遗传算法仅依靠适应度值选择后代个体易造成算法陷入局部最优解的不足,维护了种群多样性,提高了算法运行效率。以船舶机舱为对象建立虚拟机舱仿真环境,采用栅格法对布局空间进行划分,以十进制浮点数编码方式进行算法编码设计。MATLAB仿真结果验证了改进遗传算法在管路布局优化设计问题上的可行性和搜索效率,采用C#语言编写脚本控制程序,在Unity3D虚拟机舱环境中实现了管路路径的布局设计。     

基于协同进化的舰船分支管路系统路径优化研究

提出基于协同进化方法的舰船船舶分支管路系统三维空间布局的优化方法,突破了先前分支管路布局优化研究中必须首先确定管路敷设顺序和分支点位置的思想,将分支管路系统分解为多个单独的管路,每个单独的管路代表一个种群,种群间相互影响适应度的评价以使分支管路系统布局达到最优.仿真算例证明该方法的可行性和有效性.     

基于协同差分进化算法的船舶分支管路布局优化设计

分支管路是船舶管路系统中最常见和最重要的管路形式。基于协同进化算法和差分进化算法，提出了一种船舶分支管路的新型优化设计方法，并通过3组仿真算例验证了所提优化方法的有效性和实用性。与现有的船舶分支管路设计方法相比，所提优化方法不依赖于网格空间，节省了预处理计算时间和内存；此外，所提优化方法能够对分支管路的每条分支进行并行优化设计，具有较强的全局搜索能力。研究内容对船舶管路智能化设计具有一定意义。     

基于人机结合遗传算法的船舶管路三维布局优化设计

船舶管路布局优化问题属于带性能约束的组合优化问题,单纯采用计算机很难进行有效的求解。基于此,论文提出了基于人机合作充分考虑和利用设计人员的专业知识和经验,发挥人机各自特长,将人工解与算法解在改进遗传算法基因层面上进行结合,生成船舶管路三维布局优化设计方法;该方法一方面可以发挥计算机的计算优势,另一方面也充分利用了设计者的设计经验,在一定程度上缓解了求解问题的计算复杂性和工程复杂性,同时有效地引导算法进行搜索,得到满足工程要求的稳定解。最后,通过数值仿真实验验证,证明了该方法的可行性和有效性。     

人机合作多蚁群协同进化算法的潜艇管路布局

本文针对潜艇多管路布局空间结构，运用协同进化的思想，结合人机合作思想，提出了基于人机合作的多蚁群协同进化算法的潜艇管路智能布局方法；该算法潜艇的每一条管路对应一个蚁群，一方面采用基于顺序蚁群优化算法的布局，一方面采用人机合作的多蚁群协同进化方法对选取的系统模型进行布局优化以使多管路布局达到最优；该算法既不必考虑布局顺序，又避免了增加管路布局数量时组合爆炸现象的发生，从整体优化管路布局；在测试模型上的验证结果验证了该算法的可行性和有效性。     

船舶管路三维布局优化的变长度编码遗传算法

基于遗传算法提出一种适合船舶管路布局特点的变长度编码技术和相应的遗传算子。该编码方式和遗传算子具有下述的设计特点:保证染色体中的基因相互关联,避免在遗传操作中非法个体的产生;采用有方向指导的随机方式生成初始路径和子路径;根据约束条件划分布局空间;可在三维空间下对船舶管路优化布局进行研究。经仿真试验证明该方法可行、有效,优化结果令人满意。     

三维仿真在船舶机舱管路布置中的应用

计算机技术快速发展,三维仿真在船舶设计中的作用越来越重要。本文以船舶机舱管路布置为研究对象,利用三维仿真工具与计算机程序语言,实现了机舱管路的智能布置。为了有效提高管路布置算法的质量,本文使用了人机结合的管路智能布置算法,并且在遗传算法中引入爬山法提高算法的收敛速度。仿真实验结果表明,本文所描述的方法能够获得较好的仿真设计结果。     

船舶加热盘管自动布置系统设计与开发

船舶加热盘管在船舶庞大的管路系统中占有一定的比重,但是船舶的管路三维布置设计还是通过手工一根根布置操作完成,其效率较低。为此,本文开展船舶加热盘管自动布置技术探索和研究。通过采用"S"型的路径规划方案布置管路和路径回溯算法来判断路径规划终止条件,完成空间内探路,以出口管路算法形成完整路径。最后应用加热盘管的总长度优化算法,达到设计长度要求。通过在三维平台开发和模型验证结果表明,船舶加热盘管自动布置系统可以缩短设计时间80%以上,取得良好效果。     

船舶海水管路腐蚀及监测技术发展综述

海水管路的腐蚀监测已成为当前船舶科学研究领域的一项重大课题。本文介绍船舶海水管路腐蚀原因及现状,分析管路腐蚀的重要因素,给出典型的管路防腐蚀设计方法。分析国内外针对腐蚀监测的研究现状,论述微电流测量对海水管路腐蚀监测的重要意义,提出了研制大口径开口型小电流传感器,对造成船舶海水管路腐蚀的杂散电流进行有效监测的思路。     

基于约束RRT算法的船舶管路自动布置技术

船舶管路布置的路径受到工艺、规范、美观和习惯等多个约束,且管路布置是多解问题,路径选择具有一定的随机性.为此,提出基于多个约束的快速扩展随机树(RRT)算法,并应用于船舶管路布置.首先,对RRT算法增加随机采样点概率、随机采样点位置、路径点位置和特定路径探索方式约束优化,减少算法随机性和提高算法鲁棒性;其次,从管路与障碍物的距离、管路初始路径点数量、管路长度和管路方向进行约束优化;最终,在三维平台上实现船舶管路的自动布置应用,并取得良好效果.     

中油海511船原油舱加温管路的改进及效果

加温管路是原油轮的关键性设备,中油海511船原有的加温管路设计和布置繁杂,给船舶的正常生产带来诸多问题和不便,为解决这些问题,在船舶坞修时对加温管路的布局进行了改进。文章分析了原有加温管路诸多问题的原因,提出了新的改进方案,并对改进后产生的效果进行了论述。     

多支座激励下舰艇管路系统冲击载荷的加载方法

舰艇管路系统不仅具有复杂的空间结构,而且需要借助多个支座与船舶主体结构相连接,由于船舶在航行时会对管路系统产生各类冲击作用,可能会导致管路系统的局部失稳,甚至发生结构破坏。针对这一问题,本文着重研究管路系统多支座激励下的冲击载荷加载方法,结合有限元仿真软件Abaqus建立管路系统的激励模型,进行管路系统冲击载荷的有限元仿真,对于改善管路系统的设计水平有重要的意义。     

基于量子粒子群算法的船舶机舱布局方法

针对运用智能算法对船舶舱室进行布局的过程中,主要研究方向聚焦于对现有智能算法的改进,但是忽略了初始解的生成问题,提出在二维空间中关于船舶机舱布局初始解的生成方法。分别利用遗传算法、粒子群算法以及量子粒子群算法对机舱设备进行布置,并对布置后的结果进行比较。结果表明,在运用智能算法求解布局问题时,运用不同初始解的生成方法,得到的智能算法优劣性不同。在本文提出的初始解生成方法前提下,相较于遗传算法和粒子群算法,量子粒子群算法具有更强的适用性。研究结果可为船舶舱室的布置和设计提供参考方案。     

机舱管路的自动布置

一、前言船舶机舱中的管路分布密集,曲形复杂,若由人工布置管路,则工作量颇大,故尤其需要应用电子计算机自动布置管路。本文阐述PCPS系统中的管路自动布置方法。我们研制的船舶管路程序系统PCPS(PipeComputer Programming System),是一个将电子计算机应用于船舶管系施工设计的程序系统,它具有自动设计、设计检验、自动绘图、零件计算及提供生产管理信息等五个功能。自动设     

一种船用LNG管路管夹布局优化方法

船用LNG管路的应力大小和分布对于管夹的布局非常敏感,提出一种船用低温管路管夹布局优化方法,建立以管路应力为目标函数,管夹数量和位置为变量的优化模型,并提出一种基因同化-遗传算法。在该算法中,管夹的数量和位置可同时进行优化。将该方法应用于某LNG液相管路,有效的降低了管路的应力。     

船舶管路系统泄漏定位实验研究

船舶管路是船舶的重要组成部分,由于外部环境的恶劣,管路泄漏不可避免,对管路泄漏的监测定位尤为重要,针对这个问题,本文分析了管路泄漏机理,搭建了船舶管路泄漏定位实验台,选用小波变换对采集信号进行滤波处理,进而导入流体网络模型中,选用了±3 k Pa作为阈值判定管路泄漏,最后运用压力梯度法进行泄漏定位,完成了船舶管路的泄漏定位检测。     

云环境下船舶密集数据布局策略和方法

随着船舶航行信息的增多,海量数据的存储和管理成为船舶业发展的关键问题之一。本文首先阐述云环境下船舶数据布局,并详细说明了此布局结构是如何进行数据传递;其次,研究Fisher线性判别的改进K均值算法的数据布局,在此过程中充分考虑了数据分组的计算能力、存储大小以及数据之间的相互关系;最后通过对比实验来说明本文算法在跨数据集应用方面数据移动性最少。     

船舶管路系统泄漏定位实验研究

船舶管路是船舶的重要组成部分,由于外部环境的恶劣,管路泄漏不可避免,对管路泄漏的监测定位尤为重要,针对这个问题,本文分析了管路泄漏机理,搭建了船舶管路泄漏定位实验台,选用小波变换对采集信号进行滤波处理,进而导入流体网络模型中,选用了±3 kPa作为阈值判定管路泄漏,最后运用压力梯度法进行泄漏定位,完成了船舶管路的泄漏定位检测.