原文传递
船舶典型结构快速优化设计方法研究
| 论文题名： | 船舶典型结构快速优化设计方法研究 |
| 关键词： | 船舶结构;优化设计;强框架结构;舱段结构;双层底结构 |
| 摘要： | 船舶结构型式多样，各种优化方法各有利弊，研究适合船舶典型结构的优化方法具有重要的理论和工程应用价值。本文分析了中剖面、强框架、双层底和舱段四种船舶典型结构优化问题的主要特点，研究提出了针对性的快速优化设计方法。主要的研究内容与结论如下： （1）船舶中剖面结构优化具有设计参数众多、约束条件复杂的特点，本文提出了基于敏度排序的中剖面快速工程优化方法，基于约束特征量和目标函数的敏度排序结果调整设计变量取值，并利用基于坐标轮换法的小范围调整方法提升优化效果。某中剖面结构优化结果表明，所提方法成本优势明显，实现结构减重5.20%。 （2）CSR规范约束下的强框架结构优化具有约束条件多、可行性判断复杂、计算耗时的特点，本文提出了基于序贯代理模型的强框架优化设计方法，针对积极约束建立代理模型，利用序贯更新准则提升代理模型在约束边界的预测精度。某强框架结构优化结果表明，所提方法优于静态代理模型算法，实现设计区域结构减重15.55%。 （3）屈曲利用因子约束下的双层底结构优化具有设计变量多、计算耗时的特点。本文分析了板格屈曲利用因子的单调性和局部性特点，提出了基于分块代理模型的双层底结构优化方法，采用以目标板格为中心的3×3板格范围内的板厚变量作为建模变量，大幅提升了代理模型的预测精度。实现某双层底结构减重18.13%。 （4）舱段结构优化问题具有设计变量多、计算耗时、结构响应较为复杂的特点。本文提出了基于子模型分解的舱段结构代理模型协同优化方法，将高维舱段结构优化问题转换成多个低维板架结构优化问题，规避了建立高维代理模型的难题，采用板架结构子模型替代舱段结构有限元模型计算样本响应，降低了计算成本。某舱段结构优化结果表明，所提方法优于基于降维代理模型的优化方法，实现结构减重4.96%。 本文工作为船舶结构快速优化设计方法研究提供了有益的参考。 |
| 作者： | 汪俊泽 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 程远胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
