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多目标优化在游艇概念设计中的应用研究
| 论文题名： | 多目标优化在游艇概念设计中的应用研究 |
| 关键词： | 游艇概念设计;多目标优化;代理模型;协同优化算法 |
| 摘要： | 船舶设计的传统过程是串行的，作为其中一个分支的游艇设计也是一项涉及多学科耦合，各种因素相互影响的过程，涉及浮性、阻力、结构、稳性、耐波性、经济性等内容。 本文在分析几种常用多学科设计优化方法的基础上，从单级优化策略和多级优化策略两个方面出发，对现有的集成框架进行了对比，采用iSIGHT软件建立了包含系统级、结构、快速性和经济性等目标的协同优化框架。在游艇概念设计中，尝试在设计过程中加入新方法。游艇上层建筑的造型设计是通过对市场上已有游艇进行分类归纳，分析同类产品的市场竞争地位和特点，为新游艇的设计提供参照、借鉴和对比。同时，按照游艇概念设计的一般过程，设计一艘24m动力艇，并建立了Rhino模型，绘制型线图和产品效果图，进行总体区划和舱室布置等。利用设计主尺度来确定MDO数学模型上变量的取值范围。 本文将多学科设计优化方法与游艇概念设计结合起来，并将游艇的优化问题依据协同优化算法的框架分解为结构、阻力和经济性三个子目标。在各个子目标的目标划分和分析过程中，结合已有MDO应用研究以及游艇设计内容，选出三个子目标所涉及的九个变量。其中，结构子目标设计变量体现在船体板厚、舱壁厚度及型材的尺寸，并在四种总纵极限工况下，计算艇体结构强度。快速性子目标和经济性子目标以水线长L、型宽B、吃水深度T、航速V以及方形系数CB作为设计变量。在完成子目标的建立之后，根据协同优化算法的框架构建出数学模型。为得出该数学模型的最优解，应用三种代理模型来加快优化算法的寻优过程，对多个子目标实施最优求解。通过本研究的推广应用，可增强我国中小游艇设计公司的研发能力，对提高我国整体的游艇设计水平具有重要意义。 |
| 作者： | 夏宝论 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 陈景锋;陈清林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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