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基于贝叶斯分类器的船舶型材优化设计
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作者 柳俊杰 汪俊 +1 位作者 梁晓锋 王健 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第10期75-82,共8页
船舶结构轻量化设计对于提高船舶的运载能力和实现更大的经济效益具有重要意义,针对传统优化设计方法建立优化模型时约束条件无显式表达的问题,提出基于贝叶斯分类器的船舶型材优化设计方法。首先,依据贝叶斯理论和核密度估计方法构建... 船舶结构轻量化设计对于提高船舶的运载能力和实现更大的经济效益具有重要意义,针对传统优化设计方法建立优化模型时约束条件无显式表达的问题,提出基于贝叶斯分类器的船舶型材优化设计方法。首先,依据贝叶斯理论和核密度估计方法构建贝叶斯分类器,然后利用贝叶斯分类器代替隐式约束函数进行求解,最后以T型材的优化设计问题为例进行验证,并将优化结果对比约束条件可显式表达情况下的求解结果进行分析。基于单约束条件的贝叶斯分类器目标函数偏差低于2%,基于多约束条件的贝叶斯分类器求解目标函数偏差在8%左右,且不同的贝叶斯分类器设计方法会对优化求解结果精确程度产生影响。使用贝叶斯分类器做出决策边界能代替实际边界进行优化求解,验证了贝叶斯分类器驱动求解器寻优的可行性,对解决约束条件无显式表达的问题提供了新思路。 展开更多
关键词 船舶结构 优化设计 贝叶斯分类器
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新型综合科学考察船(SWATH)综合航行性能优化设计研究 被引量:3
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作者 倪其军 叶永林 《船舶力学》 EI 北大核心 2008年第6期904-913,共10页
2500吨级新型综合科学考察船采用小水线面双体船(SWATH)船型,系目前中国自行研究、设计的排水量最大的SWATH。围绕该船设计要求及具体特点,应用中国船舶科学研究中心在SWATH研究领域的最新研究成果—大型化、浅吃水SWATH船型优化设计及... 2500吨级新型综合科学考察船采用小水线面双体船(SWATH)船型,系目前中国自行研究、设计的排水量最大的SWATH。围绕该船设计要求及具体特点,应用中国船舶科学研究中心在SWATH研究领域的最新研究成果—大型化、浅吃水SWATH船型优化设计及性能预报技术,对该船设计开展了系统的综合优化研究。文中给出了针对新型综合科学考察船的优化设计结果,并给出了有关优化方案的阻力、耐波性及自航模型水池试验结果,验证了该船优良的综合航行性能。 展开更多
关键词 小水线面双体船(swath) 航行性能 优化设计
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大型邮轮泳池结构开口补强优化设计方法
3
作者 杜兴科 刘斌 吴卫国 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第4期258-264,共7页
[目的]大型邮轮泳池结构大开口降低了甲板结构的承载能力,补强是提高开口结构强度的有效手段,但补强的形式多样对开口结构优化设计提出了挑战。为此,[方法]运用变密度拓扑优化方法对泳池开口补强板进行优化,以获得一种新型开口补强方式... [目的]大型邮轮泳池结构大开口降低了甲板结构的承载能力,补强是提高开口结构强度的有效手段,但补强的形式多样对开口结构优化设计提出了挑战。为此,[方法]运用变密度拓扑优化方法对泳池开口补强板进行优化,以获得一种新型开口补强方式,并进一步对结构开展尺寸优化,获得更为合理的板厚分布,从而达到最好的减重效果。[结果]优化结构与原型结构相比,极限承载力提高了1.1%,最大应力下降了3.3%,减重7.0%。[结论]所提优化设计方法可为邮轮甲板开口结构提供一种补强设计手段。 展开更多
关键词 大型邮轮 泳池结构 开口补强 优化设计
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多工况拓扑优化算法在大型运输船高双层底实肋板结构设计中的应用
4
作者 陶鹏 范慧丽 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第23期13-18,共6页
为解决现有船舶结构初步设计过程中精细化程度不足的问题,开展基于多工况拓扑优化算法的归一化数学模型研究及其典型应用探索。本文将多工况拓扑优化算法引入到船舶结构初步设计中,提出了基于k方法的权因子确定方法,引入全局化应力约束... 为解决现有船舶结构初步设计过程中精细化程度不足的问题,开展基于多工况拓扑优化算法的归一化数学模型研究及其典型应用探索。本文将多工况拓扑优化算法引入到船舶结构初步设计中,提出了基于k方法的权因子确定方法,引入全局化应力约束条件,建立考虑应力约束函数的多目标拓扑优化数学模型,并对某高双层底实肋板结构进行多工况静力学拓扑优化研究。结果表明,最终构型能够满足应力应变等基本约束条件且具备较好的工艺性。相关研究成果为运用拓扑优化方法进行船舶结构初步设计提供一条切实可行的途径,具有一定的理论与工程应用价值。 展开更多
关键词 拓扑优化 应力约束 船舶结构设计 权因子
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基于结构优化的客滚船轻量化设计 被引量:3
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作者 朱宝会 乔学彬 +2 位作者 孙彦刚 欧书博 王洪玉 《船电技术》 2023年第11期58-63,共6页
以客滚船为研究对象,基于结构优化的思想,探究客滚船轻量化设计方法。首先介绍了结构优化的概念、原理和方法,明确了客滚船结构优化设计的特点和要求。接着阐述了客滚船轻量化的意义,以及常用的轻量化方法和技术。针对客滚船轻量化设计... 以客滚船为研究对象,基于结构优化的思想,探究客滚船轻量化设计方法。首先介绍了结构优化的概念、原理和方法,明确了客滚船结构优化设计的特点和要求。接着阐述了客滚船轻量化的意义,以及常用的轻量化方法和技术。针对客滚船轻量化设计的问题,提出了一种基于结构优化的客滚船轻量化设计方法。最后,通过案例分析验证了该方法的有效性,同时分析了轻量化设计对客滚船性能的影响,并对未来的研究进行了展望。本文研究结果对于提高客滚船的性能和安全性,降低成本和环境污染具有重要的意义。 展开更多
关键词 客滚船 结构优化 轻量化设计 案例分析 船舶性能与成本
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基于并行工程的客滚船设计工期优化研究
6
作者 杜尊峰 樊涛 +1 位作者 赵勇 文树吉 《船舶》 2023年第2期48-55,共8页
传统以二维图纸为主的串行设计模式在客滚船的设计中存在诸多缺陷,已无法适应目前客滚船的技术发展需求。该文分析传统客滚船设计流程,针对其存在的问题,以基于模型定义技术为支撑,应用并行工程理论对客滚船设计周期进行优化。通过结构... 传统以二维图纸为主的串行设计模式在客滚船的设计中存在诸多缺陷,已无法适应目前客滚船的技术发展需求。该文分析传统客滚船设计流程,针对其存在的问题,以基于模型定义技术为支撑,应用并行工程理论对客滚船设计周期进行优化。通过结构专业3D一体化设计与舾装专业提前设计的并行设计模式,实现初步设计、详细设计以及生产设计协同进行。文中以设计结构矩阵为基本的计算工具,通过某客滚船的实际设计,对比优化前后客滚船设计工期的变化,验证理论的可行性及有效性。结果表明:应用并行工程后,能够有效降低客滚船设计工作量,解决结构与舾装专业设计不协调问题,缩短客滚船设计工期,工期优化率达25.7%。 展开更多
关键词 客滚船 并行设计模式 设计结构矩阵 工期优化
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小水线面双体船结构优化 被引量:4
7
作者 尹群 朱安庆 +1 位作者 朱克强 张家新 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2003年第4期31-33,共3页
本文对小水线面双体船结构优化设计方法进行了研究。以一 5 70t外倾式小水线面双体船为结构优化对象 ,根据劳氏船级社特种船舶入级规范中的有关要求作为其约束条件 ,利用混合离散变量优化方法 (MDOD法 )
关键词 小水线面双体船 结构优化 混合离散变量优化方法 优化设计
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一型小水线面双体船的水动力性能与结构设计 被引量:4
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作者 吴有生 倪其军 +5 位作者 谢伟 周沙亚 尤国红 田超 张焰 吴强 《船舶力学》 EI 北大核心 2008年第3期388-400,共13页
简要介绍了中国船舶重工集团公司(CSIS)建立和发展的一种小水线面双体船(SWATH)优化设计工程技术系统,主要包括SWATH船型的概念设计、主尺度与线型优化、有效功率预报、纵向运动稳定性校验及稳定鳍设计、耐波性预报、结构载荷评估、波... 简要介绍了中国船舶重工集团公司(CSIS)建立和发展的一种小水线面双体船(SWATH)优化设计工程技术系统,主要包括SWATH船型的概念设计、主尺度与线型优化、有效功率预报、纵向运动稳定性校验及稳定鳍设计、耐波性预报、结构载荷评估、波浪中的船体结构动、静响应分析等有关设计、预报与评估的系统方法。并以一型1500吨级小水线面双体型海洋调查船设计和评估为例对有关设计方法进行了说明和验证,在该船设计中,采用线性和非线性三维水弹性理论来预报载荷与评估在波浪中航行船体的结构安全性,同时在中国船舶科学研究中心(CSSRC)的拖曳水池与耐波性水池中进行了阻力与自航、耐波性与操纵性、波浪载荷等船模拖曳及自航试验。文中还给出了该船有关优化设计及模型试验结果。 展开更多
关键词 小水线面双体船 优化设计 结构设计 水动力性能 水弹性分析 非线性响应
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基于量子行为遗传算法的船体局部结构优化设计 被引量:9
9
作者 刘波 林焰 +2 位作者 吕振望 管官 纪卓尚 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期484-492,共9页
采用遗传算法解决船舶复杂结构中混合设计变量优化问题时,其效果很有效,且能获得全局最优可行解。然而,简单遗传算法局部搜索能力差且易于早熟。为了提高对船舶复杂结构设计变量解空间的搜索能力,该文设计了一种基于二进制编码的适用于... 采用遗传算法解决船舶复杂结构中混合设计变量优化问题时,其效果很有效,且能获得全局最优可行解。然而,简单遗传算法局部搜索能力差且易于早熟。为了提高对船舶复杂结构设计变量解空间的搜索能力,该文设计了一种基于二进制编码的适用于混合变量的量子行为遗传算法,比较适合于复杂函数的全局寻优,且搜索能力优于标准遗传算法。通过三个算例对算法的寻优能力进行测试,实验结果表明,采用量子行为遗传算法进行的船体局部结构优化设计具有较好的计算质量与计算效率。 展开更多
关键词 量子行为遗传算法 船体局部结构 结构优化设计 混合设计变量 搜索能力
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船舶结构优化设计技术研究进展 被引量:19
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作者 赵留平 詹大为 +1 位作者 程远胜 刘均 《中国舰船研究》 2014年第4期1-10,共10页
从经典优化设计方法、启发式优化设计方法、基于代理模型的优化设计方法3个方面综述船舶结构优化设计中优化技术的发展,指出启发式算法较经典优化方法更适合船舶结构的优化设计。船舶结构求解由基于规范的方法逐渐向基于有限元的求解方... 从经典优化设计方法、启发式优化设计方法、基于代理模型的优化设计方法3个方面综述船舶结构优化设计中优化技术的发展,指出启发式算法较经典优化方法更适合船舶结构的优化设计。船舶结构求解由基于规范的方法逐渐向基于有限元的求解方法发展,用代理模型替代耗时的结构有限元分析使得大型舱段甚至整船结构的优化设计成为可能。如何将代理模型,特别是动态代理模型合理、高效地应用于船舶结构优化设计将是船舶结构优化研究的重点。 展开更多
关键词 船舶结构 优化设计 启发式算法 代理模型
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水面舰船多学科设计优化(英文) 被引量:7
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作者 潘彬彬 崔维成 冷文浩 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第3期378-387,共10页
多学科设计优化(MDO)被认为是目前处理海洋结构物设计的有效方法。中国船舶科学研究中心也开展了将多学科设计优化应用于船舶设计的研究。上一篇文章从船舶设计研究人员的角度出发对多学科设计优化的理论进行了介绍并且对一条发表了的... 多学科设计优化(MDO)被认为是目前处理海洋结构物设计的有效方法。中国船舶科学研究中心也开展了将多学科设计优化应用于船舶设计的研究。上一篇文章从船舶设计研究人员的角度出发对多学科设计优化的理论进行了介绍并且对一条发表了的国外舰船的模型进行了优化。在本文中,作者对国内的一艘实船的概念设计建立了多学科设计优化模型,该模型包括快速性、操纵性和船中剖面的总纵强度分析,它有37个设计变量,9 个约束和两个目标。iSIGHT 9.0被用来集成这些模块并执行优化,最终找到的优化设计不仅提高了该船的快速性,同时减小了船中剖面的截面积。 展开更多
关键词 船舶设计 多学科设计优化(MDO) 航行性能 船舶结构优化
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船体结构耐撞性优化设计方法研究 被引量:15
12
作者 王自力 朱学军 顾永宁 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2000年第2期34-40,共7页
提出了一种船体结构耐撞性设计的优化方法 ,它是在试验设计、径向基神经网络和遗传算法的基础上发展而成的 ,用高精度的快速分析模块来代替计算量很大的复杂模型 ,且能处理混合离散变量和工程约束条件。为表征船体结构的耐撞性能 ,本文... 提出了一种船体结构耐撞性设计的优化方法 ,它是在试验设计、径向基神经网络和遗传算法的基础上发展而成的 ,用高精度的快速分析模块来代替计算量很大的复杂模型 ,且能处理混合离散变量和工程约束条件。为表征船体结构的耐撞性能 ,本文引入了耐撞指标的概念。应用上述优化方法对某散货船舷侧结构进行了耐撞性优化设计。优化过程中以耐撞指标作为目标函数 ,以结构重量作为约束条件 ,用非线性有限元动态响应分析程序 MSC/DYTRAN来完成仿真试验。 展开更多
关键词 船舶碰撞 结构耐撞性 优化设计 遗传算法
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基于知识工程的船舶舯剖面结构设计及优化 被引量:6
13
作者 崔进举 王德禹 +1 位作者 夏利娟 马冲 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期368-373,共6页
基于Visual Basic和Access的系统框架,运用知识工程的基本原理,实现了集装箱船舯剖面的结构设计、优化及三维建模.设计中新船的布置通过对母型船布置形式的拓扑调整获得.在2条母型船结构参数的基础上,运用插值方法结合规范公式获取新船... 基于Visual Basic和Access的系统框架,运用知识工程的基本原理,实现了集装箱船舯剖面的结构设计、优化及三维建模.设计中新船的布置通过对母型船布置形式的拓扑调整获得.在2条母型船结构参数的基础上,运用插值方法结合规范公式获取新船的构件参数,并对其关键结构采用遗传算法进行参数优化设计,其收敛性良好.通过与直接规范设计结果的对比表明,该方法兼顾规范和设计经验的要求,设计结果更为合理.此外,通过Python程序实现了船体舯剖面在Tribon软件中的自动三维建模,大大提高设计结果的人机交互性. 展开更多
关键词 知识工程 舯剖面 结构设计 优化
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用逼近目标规划模型进行潜艇耐压船体最佳设计 被引量:15
14
作者 丁海旭 沈永春 《船舶力学》 EI 2004年第2期79-85,共7页
本文把最大限度地发挥结构最佳尺度和材料最优性能作为潜艇结构优化设计的第一追逐目标,运用目标规划模型,建立单目标非线性约束优化的目标规划模型,求解连续与离散混合变量的最优解,并全部圆整到规格化变量,最后获得规格化设计变量关... 本文把最大限度地发挥结构最佳尺度和材料最优性能作为潜艇结构优化设计的第一追逐目标,运用目标规划模型,建立单目标非线性约束优化的目标规划模型,求解连续与离散混合变量的最优解,并全部圆整到规格化变量,最后获得规格化设计变量关于满应力设计和耐压船体较轻重量的相对有效解。 展开更多
关键词 潜艇 耐压船体 逼近目标规划模型 满应力 船体重量 优化设计 变量规格化
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基于设计结构矩阵的船舶MDO建模 被引量:3
15
作者 刘强 冯佰威 刘祖源 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期69-77,共9页
为了降低船舶多学科设计优化(MDO)模型的耦合度,从而间接提高优化效率,以一种基于联系信息流量的聚类算法为基础,提出了一种重组模型的建模技术.对聚类算法的基本假设和计算方法进行了改进,用指数函数取代了线性函数,并完善了编码.提出... 为了降低船舶多学科设计优化(MDO)模型的耦合度,从而间接提高优化效率,以一种基于联系信息流量的聚类算法为基础,提出了一种重组模型的建模技术.对聚类算法的基本假设和计算方法进行了改进,用指数函数取代了线性函数,并完善了编码.提出了针对聚类方案的评价指标——联系权重在聚类内部的百分比和BUS聚类规模,用于比较改进效果.最后以5400箱集装箱船方案设计初期的概念建模为例说明了基于改进聚类算法的建模技术,验证了该技术用于船舶建模的可行性. 展开更多
关键词 船舶设计 多学科设计优化 设计结构矩阵 聚类 联系信息流量 建模
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PSO算法在油船双底结构优化设计中的应用研究 被引量:7
16
作者 秦洪德 石丽丽 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1007-1011,共5页
为了研究粒子群优化(PSO)算法用于解决大型复杂结构的优化设计问题的有效性,分别采用基本PSO算法、标准PSO算法与遗传算法(GA)对某一大型油船双层底结构优化设计问题进行了求解.优化过程中双层底结构的响应分析计算过程采用正交异性组... 为了研究粒子群优化(PSO)算法用于解决大型复杂结构的优化设计问题的有效性,分别采用基本PSO算法、标准PSO算法与遗传算法(GA)对某一大型油船双层底结构优化设计问题进行了求解.优化过程中双层底结构的响应分析计算过程采用正交异性组合板理论实现.将这3种优化算法的计算结果进行对比分析表明,与基本PSO算法和GA算法相比较,标准PSO算法的收敛速度最快,且能够获得该问题的全局最优解.研究结果表明,基本PSO算法可有效应用于解决如船体双层底等大型复杂结构优化设计问题. 展开更多
关键词 粒子群优化(PSO) 离散变量 结构优化设计 双层底结构 正交异性板 收敛速度
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基于迭代均值组合近似模型和序贯优化与可靠性评估法的船舶结构优化设计 被引量:12
17
作者 胡新明 王德禹 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期150-156,共7页
针对传统可靠性优化方法不能同时保证大型船舶结构计算效率与精度的问题,在船舶结构优化设计中考虑设计变量的不确定性,通过迭代均值组合(ER)近似模型和粒子群算法(PSO)提高序贯优化与可靠性评估(SORA)法的计算效率和精度,建立了改进的... 针对传统可靠性优化方法不能同时保证大型船舶结构计算效率与精度的问题,在船舶结构优化设计中考虑设计变量的不确定性,通过迭代均值组合(ER)近似模型和粒子群算法(PSO)提高序贯优化与可靠性评估(SORA)法的计算效率和精度,建立了改进的可靠性优化设计流程并解决了多用途船舱段的可靠性优化问题.其中:SORA法将可靠性分析与优化过程解耦,并提高了可靠性优化效率;PSO保证了SORA法优化所获全局最优解的计算效率;ER近似模型能够以最少的采样点建立满足精度要求的近似模型,并代替最有可能的失效点(MPP)和优化过程中耗时的有限元计算.多用途船舱段的可靠性优化结果表明:可靠性优化相较于确定性优化更有实际意义;改进的可靠性优化设计流程在保证计算精度的同时能够显著降低计算成本. 展开更多
关键词 船舶结构 迭代均值组合近似模型 序贯优化与可靠性评估 粒子群算法 可靠性优化
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船舶结构优化设计的研究进展 被引量:9
18
作者 徐昌文 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第11期118-120,134,共4页
阐述工程结构优化若干前沿领域,即形状优化、模糊优化和遗传优化的基本原理和特点,以及它们在船舶结构设计中的应用.形状优化把数学规划论与边界元分析相结合,模糊优化把数学规划论与模糊集合论相结合,遗传优化把数学规划论与生物... 阐述工程结构优化若干前沿领域,即形状优化、模糊优化和遗传优化的基本原理和特点,以及它们在船舶结构设计中的应用.形状优化把数学规划论与边界元分析相结合,模糊优化把数学规划论与模糊集合论相结合,遗传优化把数学规划论与生物进化论相结合.这些多学科交叉有力地促进了结构优化设计深入发展,取得了良好的成果. 展开更多
关键词 船舶结构 设计 优化设计 模糊优化
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夹层圆柱壳结构的优化设计 被引量:3
19
作者 夏贤坤 谢祚水 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期130-133,共4页
针对一种全新的潜艇耐压壳体结构形式——夹层圆柱壳结构形式,借助适用于该种结构形式的解析法计算公式,并选定约束条件进行了优化设计,编写了优化程序;分析了该种结构形式与单层耐压壳体结构形式相比较所存在的利弊;在比较过程中,给出... 针对一种全新的潜艇耐压壳体结构形式——夹层圆柱壳结构形式,借助适用于该种结构形式的解析法计算公式,并选定约束条件进行了优化设计,编写了优化程序;分析了该种结构形式与单层耐压壳体结构形式相比较所存在的利弊;在比较过程中,给出了四个优化算例以及比较结果,通过比较分析得出了这样的结论:对于建造大潜深的潜艇,夹层圆柱壳结构形式是一种可以考虑的结构形式。 展开更多
关键词 船舶 舰船工程 潜艇 夹层圆柱壳 优化设计
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基于蚁群算法的大型油船中剖面结构优化设计 被引量:3
20
作者 陆晔 邵雄飞 俞铭华 《江苏科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2007年第B12期10-14,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 蚁群算法 大型油船 中剖面结构 优化设计
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