基于Mars2000的船舶中剖面通用快速优化方法

[目的]船舶中剖面优化具有设计变量多、约束条件复杂的特点。相关研究多采用智能优化算法直接嵌套规范校核软件(如Mars2000)的优化方法,计算量较大。为此,提出基于敏度排序的中剖面快速优化方法。[方法]首先计算各个约束特征量关于各设计变量的敏度,根据敏度信息得到各特征量不满足约束时的设计变量调整次序,并判断各特征量是否只与局部构件相关。优化迭代时,根据当前方案的约束不满足情况,结合敏度信息做变量调整,并进行周期性的敏度更新。最后引入基于坐标轮换法的小范围调整方法进一步提升优化效果。[结果]某油船中剖面算例优化结果表明,所提方法可实现结构减重5.195%。[结论]与直接嵌套Mars2000的智能优化算法相比,本方法在优化效果相当的情况下,计算量仅为前者的5.58%左右,成本优势明显。

船舶中剖面结构优化设计研究进展

综述了船舶中剖面结构优化设计的研究现状，内容涉及到数学模型、优化策略、优化方法和专家系统，并对今后的发展作了进一步的展望。

大型舰艇多学科设计优化船体结构子系统设计方法

多学科设计优化(MDO)是解决复杂系统工程问题的有效手段。通过对大型舰艇多学科设计优化船体结构子系统设计方法进行研究,将船体结构设计分为船体横剖面结构布置方案自动生成、船体横剖面结构方案优选、船体结构重量估算3个步骤;根据总体方案提供的主尺度、横剖面外形轮廓和分层分舱等信息,依据骨材(桁材)均匀布置和余量控制的原则,生成船体横剖面结构布置方案,并提出一套参考母型船设计,确定设计船构件尺寸初值的方法;在船体横剖面结构方案优选过程中,采用调用代理模型代替板架有限元仿真模型的方法来减少结构分析的计算时间,并采用组合法获得重量最轻的设计方案。

集装箱船中剖面结构基于知识的计算机辅助设计系统

在船舶结构初步设计阶段,极需一种专家系统针对所选船型的中剖面进行自主构思,按某一船级社规范确定其构件尺寸,并进行结构优化,以便及时提供有关报价资料.文中介绍了集装箱船中剖面生成基于知识的计算机辅助设计系统,及其基本原理.开发过程,并给出2500TEU集装箱船的运算实例和可变纵向构件的优化结果.

散货船中剖面结构的模糊神经网络评估系统

本文对于船舶结构评估这一类结构非分析问题，应用模糊集合与神经网络相结合的方法，建立了模糊神经网络评估系统。以1～4万吨级散货船的中剖面结构为例，选取7个评估指标，将其满意度作为特征值输入该系统进行评估，效果良好。

基于Isight的3100 TEU集装箱船中剖面优化设计

介绍Isight优化设计软件的基本功能及其在解决复杂工程结构优化设计方面的优越性,依据CCS规范,建立3100箱集装箱船中剖面优化设计的数学模型,在Isight环境下,成功地对其进行了优化设计。

巴拿马型集装箱船的中剖面设计

巴拿马型集装箱船是总长和型宽受到限制的大型集装箱船，舱口属大开口。该船型中剖面设计的难点是既要满足规范对总纵强度的要求，又要增大舱口净宽以提高集装箱装载能力。本文介绍了按劳氏船级社１９９４年规范计算设计巴拿马型集装箱船中剖面的若干要点。

CSR对超大型油船结构设计的影响

国际、国内的油运市场对超大型油船(VLCC)的需求非常迫切.油船结构共同规范(CSR)对VLCC结构设计的影响是全面和系统的.文章以30.8万吨VLCC为例,对使用CSR进行了较为深入的研究,包括总纵强度、中剖面设计等关键技术问题,在此基础上初步阐明CSR对VLCC结构设计的影响.

面向对象的船舶舯剖面优化设计初探

探讨了船舶舯剖面结构优化设计中面向对象方法的初步应用。在对优化设计过程进行面向对象的分析、设计后，提出了一个中横剖面优化设计对象模型。最后给出了一个完整的优化设计实现过程。

适应共同结构规范的30.8万t VLCC船型开发

708研究所以"经济、安全、环保"(ESE)为宗旨,开发了适应双壳油船共同结构规范(CSR)的30.8万t VLCC船型。文中介绍了CSR对结构设计的关键要求以及对总体设计的部分要求,并着重对VLCC总强度储备、中剖面设计和粗网格有限元分析等关键技术进行了分析,以期初步阐明CSR对VLCC结构设计的影响。

VLCC结构优化设计研究

着重介绍了VLCC中横剖面结构优化设计,涉及合理分舱、纵骨剖面及间距、支撑结构等设计考虑。在保证结构强度、刚度、疲劳寿命的前提下,追求最轻的空船重量、最简单的工艺、最方便的施工。

大型油船中剖面结构优化设计的遗传算法

采用遗传算法对大型油船中剖面结构进行了基于DNV规范的优化。以舱段单位长度重量最轻为目标函数,选取了20个设计变量,从DNV规范中提取了32个关于总强度、稳定性等要求作为约束条件,并设计了相应的遗传算法数学模型。算例结果表明单位舱段长度的重量减轻了5.2%,表明该遗传算法在大型油船中剖面的结构优化方面是行之有效的。

基于相对差商法的大型油船中剖面结构优化

基于DNV规范对大型油船中剖面结构进行了优化设计。针对采用DNV规范进行油船结构设计的特点,确定了作为设计变量的构件尺寸与相邻同类构件尺寸之间的关系,进而建立了较为精细的优化模型,以增强优化效果和实用性。优化方法采用相对差商法,并作了若干改进。算例显示优化后纵向构件总重量减轻了5.54%,表明所建的优化模型和改进的相对差商法在大型油船结构优化方面具有良好的有效性。

基于模拟退火算法的舰船中剖面优化设计

舰船中剖面优化设计中的设计变量应为连续和离散的混合变量,文中引入的模拟退火算法能很好地解决连续和离散混合设计变量的优化问题.将经过改进的模拟退火算法应用到舰船中剖面结构优化设计中.实船的优化计算算例取得了合理的结果.由此表明,应用模拟退火算法进行舰船中剖面结构优化设计是可行且高效的。

双底双壳油轮中横剖面结构优化设计专家系统

本文利用船舶中横剖面设计专家系统外壳[1]，结合专家经验、领域第一原理以及基于数据离散的优化方法，在补充了具体专业知识以后获得了双底双壳油轮中横剖面结构设计专家系统。该系统能够模仿专家的设计过程进行设计，这对于保存和利用专家知识、优化设计结果都有直接意义。

基于人工蜂群算法的油船舯剖面优化设计

基于HCSR规范,以舯剖面净面积最小为优化目标,以区域纵骨间距个数、板厚、型材尺寸、板缝位置为设计变量,采用人工蜂群(ABC)算法,建立适用于油船的舯剖面优化设计模型。以一艘320 000 DWT油船为例,对其进行优化设计,优化结果验证了人工蜂群算法用于船舶舯剖面结构优化的可行性和高效性。

联合弯矩作用下含裂纹船体结构剩余极限强度评估方法研究

裂纹损伤对于船体结构来说难以避免,将削弱结构的极限强度,所以研究含裂纹损伤船体结构的剩余极限强度意义重大。对于含裂纹舱段结构,现有的研究主要针对垂向弯矩作用下的剩余极限强度,对于联合弯矩作用下的研究还很欠缺。本文采用非线性有限元分析方法,研究了垂向弯矩和水平弯矩联合作用下含裂纹舱段的剩余极限强度。提出了计算含裂纹船舯舱段在联合弯矩作用下剩余极限强度的计算公式,通过对含裂纹箱型梁的有限元计算结果进行拟合,得到公式中待定系数的表达式。研究结果表明,本文提出的方法可以快速预测船体结构在联合弯矩作用下的剩余极限强度。

万箱级超大型集装箱船结构设计

以708研究所开发的万箱级超大型集装箱船为依托平台,简要介绍了超大型集装箱船的结构关键技术设计,如典型中剖面的设计和优化、波浪载荷预报、全船有限元扭转强度分析、振动和噪声分析等,希冀为超大型集装箱船的实船设计提供参考。

300000dwt 超大型油船的中剖面设计

作者长期从事大型油船和超大型油船的设计研究工作。本文以３０００００ｄｗｔ超大型油船为对象，在确定主尺度和船型系数下，从保证船体强度、提高构件疲劳特性出发，对结合骨材间距和类型选取作了详细的比较。为改善船厂工艺和业主洗舱方便，对撑杆设置问题作了简要的定性评述。同时，对超大型油船设计中共同关心的结构问题，作者与两个著名船级社审图中心展开了比较深入的讨论，提供了多艘３０００００ｄｗｔＶＬＣＣ的静水弯矩设计控制值（中拱和中垂）。在此基础上，作者推荐了３０００００ｄｗｔＶＬＣＣ的两个较优的中剖面设计，可供业主和船厂选择。

150 000 DWT油船中剖面结构优化

本文针对我国自行开发研制的 15 0 0 0 0 DWT苏伊士最大型原油船 ,按专家经验和结构优化相结合的原则 ,采用分级优化技术 ,进行中剖面结构的纵向构件和横向构件进行优化 。