基于一个二维水弹塑性方法和极限强度评估的集装箱船结构优化研究

海上极端波过去常常导致船舶结构的极限破坏,而船舶的极限崩溃涉及到船体结构的动态极限强度和结构非线性.该文通过二维的水弹塑性方法研究了集装箱船在极端波中的非线性动态强度,该方法考虑了船体的极限强度以及船体结构的非线性和波浪之间的耦合.并通过该二维水弹塑性方法和极限评估方法研究了船体结构的结构优化.文中还通过二次规划法(SQP)来优化基于非线性的动态强度的集装箱船体结构.最少的结构成本是本优化的目标函数,约束条件保证船体的强度要小于结构的极限强度,并且结构设计尺寸要满足规范的要求.随着设计波高的变化,这些优化的设计变量的变化趋势得以发现,一些研究的结论可用于船舶规范的参考.     

二维多翼升力的简化计算模型与布局优化

在势流框架内,针对多翼绕流相互干扰的动力学现象开展了研究.结合线性薄翼理论与四分之一四分之三点涡模型,建立了多翼升力的快速计算模型,能够简便高效地估算多翼系统的各个翼升力.基于此计算模型,分析了翼的个数和间距对多翼升力的影响,得到了使总升力达到最大的最优间距布置.     

减摇复合船型首部构型设计与水池模型试验研究

船舶在波浪中航行时的纵向运动性能是衡量船舶综合航行性能的重要指标.为了改善船舶在波浪中的纵向运动性能,本文基于首部减摇组合附体技术对某型船首部构型进行改造并通过水池模型试验对其静水阻力和耐波性进行了分析研究.在分析该船作业及航区特点的基础上,通过船首部线型改造及减纵摇组合附体构型优化,给出适用于该船的首部构型方案.应用CFD软件和修正切片法进行水动力性能分析,并对船首构型方案进行优选.将优选出的性能较优复合船型方案和原船型开展水池模型静水阻力与耐波性对比试验分析,验证减摇复合船型的静水阻力性能与耐波性能.试验结果表明,改造后的复合船型减纵摇效果明显,对应实船四级海况18节航速下纵摇与首部加速度有义值较原船型降低15%以上;复合船型静水阻力有所增加,实船18节航速下静水阻力增加13.5%.     

基于PSO-BP神经网络的油船中部结构优化

以舱段质量为目标函数,以相关规范要求的板厚及应力为约束条件,通过灵敏度分析确定设计变量,对油船中部结构优化。构建基于粒子群优化的BP神经网络模型,并代替有限元分析确定应力与设计变量之间关系,从而对舱段进行结构优化。优化后舱段质量降低了4.2%,优化后的有限元分析结果表明满足规范要求,PSOBP神经网络模型在船舶结构优化设计中具有可行性。     

基于相关性模型的舰船系统测试性建模与分析

本文提出一种基于相关性模型的舰船系统级产品的测试性建模与分析方法.该方法通过建立产品任务模型、相关性图示模型等,利用一阶相关性列矢量法求解产品的相关性数学模型,进而建立产品诊断树和进行测试性预计,并为优化产品诊断策略提供建议.同时,根据舰用燃气轮机滑油系统组成和任务特征,建立其典型任务模型并进行精简,并在此基础上进行测试性建模、诊断树建立、测试性预计以及诊断策略优化等工作,为舰船系统级产品的测试性建模、分析和诊断策略研究提供新思路和手段.     

基于形貌优化的船用负压风机降噪设计

近年来,负压风机在船舶通风、散热、换气等方面发挥着重要作用。目前,负压风机存在噪声高、工作效率低等问题,如何降低风机噪音成为人们研究的重点。本文研究负压风机噪声产生的原因,在此基础上,利用形貌优化算法对船用负压风机进行降噪设计,降低风机工作的噪音,满足船舶对风机性能的需求。     

铁锦原油管道优化运行分析

通过对铁锦(铁岭-葫芦岛)原油管道投产后的运行数据及关键参数的跟踪与分析,不断调整、优化运行方案。在确保管线运行平稳安全的前提下,对管线总传热系数、管线热力配置、清蜡周期、调节阀开度进行了优化。2016年铁锦线燃料油单耗较2015年同期铁秦线下降50.31 kg/(10~4t·km);电单耗下降21.8 k W·h/(10~4t·km)。通过实际运行数据可以看出,优化后管道运行效率提升明显,能耗指标大幅下降。     

北京地铁深基坑支护结构设计优化与施工

北京地铁9号线军事博物馆站北换乘厅南侧紧邻复兴路和既有1号线,附近管线众多,周边环境复杂,对地层扰动影响较高,地层中下部以黏土岩、砾岩为主,整体稳定性较好,原设计方案采取咬合桩止水及基坑底部换撑等加强措施。在保证施工安全的前提下,为了合理缩短工期、减少造价,结合实际工程经验对原设计方案进行了优化。和原设计方案相比,优化设计方案取消了咬合桩及换撑,对第4道支撑位置进行了调整,并更换了防水材料。同时,采用北京理正深基坑分析软件对优化设计前后的基坑开挖情况进行了对比分析。最后,在按优化设计方案施工的过程中进行严密的监控量测,并对监测数据进行了分析。最终给出以下建议:1)深基坑支护尽量不采取换撑的方式;2)设计方案要结合实际情况进行动态设计,要以软件计算作为参考依据;3)在基坑开挖过程中要进行严密的监控量测,并重视数据反馈。     

拓扑优化技术在拱式纵梁码头结构中的应用

近年来,结构拓扑优化设计已成为结构优化研究领域的热点。针对新型的拱式纵梁码头结构,基于ANSYS有限元理论,采用拓扑优化方法对拱式纵梁的拱轴线线型进行选择,将得出的拱轴线应用于拱式纵梁码头结构中。通过实例证明了拓扑优化生成的拱轴线的合理性及其在工程应用中的可行性。