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。

具有动、静力约束的油船中剖面模糊化设计

本文在模糊判决原理的基础上,阐述了寻求结构模糊优化问题的特定最优解的限界搜索法,对于具有动、静力约束的油船中剖面进行了模糊优化设计,在模糊约束集中采用两种不同的隶属函数并经规格化处理得到相同的优化解。实例计算表明,使用限界搜索法进行结构模糊优化设计非常简便,且能获得节省材料的效益。

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。

生长进化拓扑优化算法在油船中剖面结构优化上的运用

单元进化生长拓扑优化算法较之其他拓扑优化算法有其独特之处,文章通过引入单元生长进化算法对VLCC中剖面横撑结构进行优化设计。结合单元应力指标函数及单元权重系数确定优化模型的目标函数,通过计算单元应力确定单元权重系数的迭代递推关系式,结合有限元平衡方程建立优化数学模型,通过解析计算知优化模型目标函数的取值主要取决于体积函数值,依此建立完整的单元生长进化优化流程。通过与ANSYS连续体拓扑优化计算的比较可知单元生长进化算法更加简单高效,对VLCC轻量化设计具有一定的理论参考价值。

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。

基于蚁群算法的大型油船中剖面结构优化设计

采用蚁群算法对大型油船中剖面结构进行了优化设计,选取了纵骨型号等18个设计变量,建立了以单位长度中剖面构件重量最轻的目标函数,根据DNV(挪威规范)提取了总纵强度等29个约束条件,从而建立了大型油船中剖面结构优化模型。改进的蚁群算法对该模型进行优化计算,该船的中剖面纵向结构单位长度的重量减轻3.35%,结果表明蚁群算法是行之有效的。

散货船中剖面结构设计的跟踪评估

本文阐述了船舶结构设计跟踪评估的概念,应用模糊集合论提出了这类结构非分析问题的跟踪评估方法。以1～4万吨级散货船的中剖面结构设计为例,选取了若干评估指标及其满意度函数,并采用两种评估模型进行跟踪评估,效果良好。

考虑弯扭强度和频率约束的集装箱船中剖面优化设计

结合CCS规范和薄壁杆件理论,建立了考虑弯扭强度和频率约束的集装箱船中剖面优化设计的模型,考虑到中剖面优化设计中的设计变量为连续和离散的混合变量,利用isight中集成的自适应模拟退火算法,建立了巴拿马型集装箱船中剖面优化设计系统,并对3100TEU集装箱船中剖面进行了优化设计,取得了合理的结果.

基于中剖面kd-树的光线跟踪加速算法

kd-树算法是光线跟踪加速技术中效果最突出、应用最广泛的算法之一。在深入讨论该算法的基础上,提出了中剖面kd-树算法。该算法通过在预处理阶段加入一个场景层次信息索引表,将剖分平面固定为中剖面,并利用栈存储下一结点所需信息,节约了一半的存储空间;此外,将剖分轴按照最大轴向进行剖分,从而减少了光线同时穿过两个子结点的可能性,减少了访问时间,提高了算法效率。

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。

基于Tribon的船体结构中剖面强度校核及开孔设计

Tribon作为造船界的专业设计软件,应用非常广泛,本文将结合KBE的相关理念对其进行深入探讨。利用Tribon的二次开发平台Vitessse,对局部构件,如人孔、减轻孔和通焊孔等的设计进行研究探索,实现批量设计和建模,完成通用结构形式的局部构件开发工作,并且用户可以方便检查设计是否符合规范要求。此外,考虑到中剖面在船舶结构强度中的重要性,编程实现集装箱船中剖面的局部强度和总纵强度校核。由于Tribon数据库的开放性不高,数据提取是研究的关键所在。采用分级数据提取手段,结合规范实现对中剖面构件的局部强度和总纵强度的校核分析,并且生成强度分析的汇总性报告,便于用户检查。实践表明,该程序可显著减少设计人员的工作量,避免人为错误,提高设计效率。通过此次研究,KBE的优越性得到了展现。

基于模拟退火算法的船中剖面优化设计研究

将模拟退火算法技术应用于船中剖面优化设计,在图形环境中建立了船中剖面力学模型和优化模型。以船中剖面面积为目标函数,钢板厚度和型钢断面面积为设计变量,在强度和稳定性约束下进行优化,使优化后的船中剖面满足设计要求。算例结果表明结合模拟退火算法技术进行船中剖面优化是可行的,该法在初始设计阶段可用于船中剖面设计。

超巴拿马型集装箱船中剖面结构初探

超巴拿马型集装箱船由于型知超过32．3m，舱口宽度与型宽之比增大，因此迫使抗扭箱构件规格增大；船底构件尺寸减小而材料强度等级提高．本文分析了母型船和两个设计方案的特点，并提供了一些设计结果。

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。

150000DWT油船中剖面结构优化

文章针对150000DWT苏伊士原油船,按专家经验和结构优化相结合的原则,用ANSYS软件进行实体建模、划分网格,然后查取DNV规范的有关章节,提取公式,最后得出两种典型、危险工况下的载荷分布情况,将载荷加在实体模型上,用ANSYS软件特有的优化选项进行优化,迅速获得较优而实用的中剖面结构。

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。

集装箱船舶中剖面结构形式的最优选择

本文讨论集装箱船舶中剖面结构形式的最优选择。首先建立了３种结构形式———双底双壳结构、底边舱顶边舱结构和抗扭箱结构的优化设计数学模型，在复合形法获得连续变量最优解的基础上，再用ＭＤＯＤ法进行第二步优化，分别获得了规格化的离散变量最优解；接着，又用多种影响结构形式优劣的因素进行了结构模糊综合评判，指出对集装箱船舶而言，抗扭箱结构形式最优，双底双壳结构形式次之。

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。