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。

基于纵弯曲强度可靠性分析的船舶中剖面优化

研究基于船舶纵弯曲强度可靠性分析的全概率方法,以通过波浪载荷直接计算软件和船舶剖面强度信息计算得到的纵弯曲强度失效概率为目标函数,以相关规范对剖面构件的尺寸要求和剖面面积上限作为约束条件,通过MATLAB建立优化模型。并结合MATLAB集成的遗传算法工具箱对船舶中剖面进行优化设计。算例结果表明在剖面面积减小了0.38%的情况下,纵弯曲强度失效概率由原来的7.22×10-5降低为1.32×10-5,表明此方法用于船舶中剖面结构优化是行之有效的。

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。

复杂约束对船舶结构优化结果的影响

结合国际海事组织(IMO)对建设和发展绿色船舶的要求,以及业内对船舶节能减排问题的普遍关注,基于《油船与散货船协调共同结构规范》(HCSR)描述性要求,对一艘载重量为1.1×10^(5) t的油船的中剖面结构进行优化设计。以多学科优化软件Isight为优化平台,以多岛遗传算法为优化算法,对比分析简单和复杂2种约束条件下的优化结果。研究结果显示,仅采用简单约束的优化方案、采用简单约束和屈曲强度约束的优化方案,以及采用简单约束、屈曲强度约束和疲劳强度约束的优化方案,分别能使中剖面面积减小5.72%、5.03%和4.81%。研究结果表明:疲劳强度约束对优化结果的影响较小,必要时可将其忽略;屈曲强度约束对优化结果的影响较大,不可忽略。

复杂约束条件下大型油船中剖面结构优化

基于HCSR(散货船、油船协调共同规范)规范描述性要求,同时考虑实际船用钢及型材的规格,以一艘载重量为1.1×105 t的油船为例,研究复杂约束条件下的大型油船中剖面结构优化方法.通过Excel编译目标函数、设计变量与约束条件间的关系,对优化模型进行参数化处理,并通过多学科优化分析软件Isight集成Excel映射数据,分别采取多岛遗传算法、粒子群算法及模拟退火算法,研究不同优化算法对优化结果的影响.结果显示:在复杂约束条件下,算例船中剖面面积分别减小了0.93%,1.02%及1.35%,与基于简单约束的优化结果相比,该方法更加准确有效;模拟退火算法的优化效率更高,结果更优.