摘要：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.

摘要：传统的船体型线优化属于求解正向问题,其优化时间长、优化效率低。为了解决这个问题,论文对基于LM算法的反向设计方法进行了深入研究。该方法通过建立雅克比矩阵来表示船型参数和性能指标之间的关系,据此预测出更优的船型。为验证反向设计方法,对1300TEU集装箱船的前体型线进行了反向设计。结果表明:同传统的正向优化设计相比,反向设计方法具有优化时间短、优化效率高的优点,具有很强的工程应用价值。

摘要：针对传统船型优化存在耗费时间长、优化效率低的缺点,文章提出一种基于偏相关性的船型优化设计方法。该方法利用偏相关性分析,对船体外形与兴波阻力的相关规律和经验进行总结,并将这种设计经验引入到优化设计中,可以缩小相关设计变量的取值范围,显著提高优化效率。利用该方法对哈特曼函数(Hartman function)以及KCS集装箱船的兴波阻力进行优化计算,通过对比分析,证明了该方法的可行性。

摘要：将近似技术应用于船体型线优化中,构建便于求解的近似模型,用以代替CFD数值求解,能有效提高船型优化的效率,缩短优化时间。如何构建高精度的近似模型关系到优化结果是否可靠,而样本点的选取方式是影响近似模型精度的重要因素之一。论文首先阐述了拉丁超立方设计的选点原理。其次,针对均匀设计存在的难点,提出了大试验次数均匀设计表的构造方法。然后,以数学测试函数为例,论述了两种选点方法的适用性。最后,以国际标模KCS为例,建立了船舶阻力性能的近似模型,并进行了精度检验。

摘要：船舶多学科设计优化是典型的多目标优化问题。采用基于物理规划的多目标优化算法可以得到均匀分布的Pareto前沿,但对于复杂的船舶多目标优化问题,其优化质量有待改进。文章首先对物理规划进行改进,改善其偏好函数的光顺性及对偏好区间的适应性,以改进其优化效果。然后采用缩减搜索域和转动搜索域技术,将矩形的伪偏好结构转化为菱形,从各个方向对目标空间进行搜索,在此基础上进一步提出转动伪偏好结构技术以扩展搜索范围,由此可以降低Pareto前沿对伪偏好结构的要求,提高其分布质量和范围。文章以数值算例和船舶概念设计优化为例进行验证,并与多目标进化算法进行对比,证明了改进后的多目标优化算法的有效性。

摘要：为充分发挥长江"黄金水道"的作用和优势,提高三峡船闸的通过能力,通过分析三峡船闸近5年的运行数据,对某些关键运行参数与设计值进行比较后发现,现行过闸方式的进闸时间和移泊时间过长,是导致船闸实际日运行闸次低于设计值的主要原因。在此基础上,提出在船闸上下游水域设置虚拟闸室的方案,经实船测试资料统计分析,研究了设置虚拟闸室的必要性和船队过闸方案理论上的可行性。可为进一步提升三峡船闸的日运行闸次和通过能力提供理论支撑。

摘要：为实现基于CFD的船体型线自动优化,船体型线的参数化建模及修改起着至关重要的作用。论文提出了一种新的组合函数修改船体曲面的方法,该方法充分利用了融合函数及全局变换函数两类船体曲面修改方法的优点,实现了船体曲面的大范围变形,并保证了船体曲面的光顺性。将该方法与CFD技术及优化算法成功结合,直接应用于1300TEU集装箱船的型线优化设计,最终获得给定约束条件下的优化型线。结果表明,论文所提出的组合函数修改船体曲面的方法是可行的,具有一定的工程应用价值。

摘要：采用分层次优化,首先以总阻力最小为优化目标对某三体船侧体横向和纵向的相对位置进行了优化研究,得到阻力性能最优的三体船侧体布局方案;然后基于侧体最优布局,进行型线优化,最终完成三体船的侧体布局和型线的序列优化。结果表明,所采用的三体船侧体布局及型线优化方法具有可行性,可为三体船船型设计提供参考依据。

摘要：采用回归分析法研究船型主尺度参数对阻力性能的敏感度。首先确定船型参数及其变化范围;然后,通过均匀试验设计方法在设计空间选取样本点,并采用流体分析软件(Shipflow)对每个样本点进行阻力性能数值计算,进而构建样本集,再采用径向基神经网络生成近似模型,并验证近似模型的精度;最后,利用回归分析法得到船型主尺度参数对阻力性能的敏感度排序。通过研究可确定对总阻力性能影响显著的主尺度参数,从而为船型主尺度优化的顺利进行打下基础。

摘要：为实现基于CFD船体型线优化设计,开发了船体型线优化平台,并以KCS船为初始船型,对其艏部型线进行了优化。首先,重点介绍了径向基函数插值的基本原理及其在船体曲面变形中的应用;其次,将该方法与CFD软件及优化算法结合,开发了基于CFD的船体型线优化平台;最后,将该平台应用于KCS船的艏部型线优化设计,获得给定约束条件下阻力性能最优的船体外形。研究结果表明:基于径向基函数船体曲面修改方法是可行的,建立的船型优化平台具有一定的工程应用价值。