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灵便型深海采矿船概念设计及主尺度优化研究
| 论文题名： | 灵便型深海采矿船概念设计及主尺度优化研究 |
| 关键词： | 深海采矿船;概念设计;主尺度参数;性能指标;遗传算法 |
| 摘要： | 在深海矿产开发不断提速、海洋作业技术快速发展的有利形势下，作为深海海底金属结核矿产资源勘探、开采的核心系统，深海采矿船的专用设计研究是时代形势所迫、技术发展所需。本文以采矿船功能需求为出发点，从船型特点分析、概念方案设计、主尺度寻优、综合性能指标构建、多方案决策等方面展开，完成灵便型深海采矿船的设计与优化。 在分析总结深海采矿船的功能需求、设计特点和运营条件的基础上，借鉴航母甲板大外展型式，设计完成了灵便型深海采矿船的概念设计;以规范要求为衡准，利用相关软件计算验证了该船的浮性、稳性和耐波性等性能。 围绕深海采矿船的功能、技术特点，将系统风险、系统性能、全寿命费用和方案可行性作为一级目标层，在常规船舶技术要求的基础上，引入采矿船作业能力指标，构建了涵盖4个一级目标、11个中间目标、32个底层指标，全面反映采矿船特性的综合性能指标体系。 针对指标体系，基于多学科分析涉及要素之间的指标范围、影响程度，通过统计推导、经验分析、计算判断，提出了目标层及指标层的计算、评价模型;并将该模型作为后续优化的算法支持。 探讨分析了改进型非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的优化流程，并以船舶主尺度参数为设计变量，以船体重量、货舱利用率、横摇周期和纵摇周期为目标，以采矿船性能指标要求为约束条件，以编写的NSGA-Ⅱ优化算法程序为工具，完成了该船型的主尺度多目标寻优，迭代生成的系列可行方案，为决策提供了方案支持。 以层次分析法为理论工具，以构建的指标体系为决策依据，引入了多专家权重的组合判断方法，计算了专家决策判断矩阵及综合权重，得到了决策各指标权重的赋值，进而完成了灵便型深海采矿船主尺度的决策排序。最终决策方案符合优化目标要求，性能比原方案有不同程度提升。 |
| 作者： | 宋卫国 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 韩端锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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