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基于设计结构矩阵的船舶多学科设计优化建模技术研究
| 论文题名： | 基于设计结构矩阵的船舶多学科设计优化建模技术研究 |
| 关键词： | 多学科设计;设计结构矩阵;聚类算法;联系信息流量;船舶;指数函数 |
| 摘要： | 建模技术是多学科设计优化的一个重要研究领域，也是实现多学科设计优化的基础。目前，对MDO建模技术的研究比较少见，一般都侧重于具体类型模型的表述。现有的船舶MDO建模技术通常按照传统的学科划分采用本学科的方法各自独立地建立各个学科的模型，然后将各个学科的模型整合，形成船舶MDO模型。由于在建模过程中没有考虑各学科之间的耦合，建成的MDO模型在学科之间往往有较高的耦合度。因此本文提出了一种基于设计结构矩阵的建模方法，力图在建模过程中就尽量减少耦合因素，构建耦合程度较低的MDO模型。 设计结构矩阵是一种主要应用于工程设计领域的、支持产品设计开发及过程建模的强有力工具。利用设计结构矩阵的聚类运算，可以很好地实现对MDO系统的分解。本文深入学习了一种基于联系信息流量的聚类算法，对该算法的理论假设、计算方法和编码方式进行了一定程度的改进，对聚类算法中遗传算法参数的设置问题和其它参数的影响进行了讨论。然后根据改进后的假定，提出了利用指数函数计算设计结构矩阵元素间联系强度的方法。为了比较采用指数函数和线性函数的聚类结果，提出了针对实际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。 本文以5400TEU集装箱船的在方案设计阶段初期的多学科设计优化为例说明本文提出的建模技术。建模技术的基本流程可以分为以下四步:第一步是确定设计结构矩阵的元素，本文通过设计经验和分析得到;第二步是确定设计结构矩阵各元素之间的联系权重，本文通过专家评估法来加以确定;第三步是利用聚类算法对设计结构矩阵进行聚类分析;第四步是构建概念模型，为MDO提供基础。 |
| 作者： | 刘强 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 刘祖源 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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