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高速单体船航行性能与结构特性综合优化方法研究

杨松林;李密;陈淑玲

  本文以典型高速单体船为基础,根据一些实船的资料和相关经验公式并结合高速单体船的结构特点,探讨一种将船舶航行性能与结构力学特征两者综合优化的方法。首先依次建立了基于(VC++6.0)软件的高速单体船快速性优化、操纵性优化、耐波性优化的数学模型,并包括了这三个方面的优化变量、目标函数和约束条件。在选择算法方面,本文将遗传算法与混沌算法复合构造了一种遗传混沌算法,并利用C++语言对其编制了友好界面。大量的计算数据表明:遗传混沌算法不仅能克服遗传算法的不足,而且能减少计算、提高效率。其次,基于舰船通用设计规范(GJB4000-2000)对高速单体船舯横剖面进行结构优化设计。将舯剖面上影响其剖面模数的主要板厚、骨材型号等作为设计变量,以舯剖面纵向构件的单位长度重量最轻为目标函数,并根据相关规范提取相应的约束条件,采用遗传混沌算法对舯剖面的主要构件进行优化计算。最后,把船舶航行性能与结构力学特征综合优化的遗传混沌算法结果,与其它优化方法(例如,遗传算法、混沌算法)的优化结果进行比较。经比较可知,遗传混沌算法克服了遗传算法的早熟问题,其优化结果可靠且有效。综上,笔者采用并行遗传混沌算法,编制了计算软件。使用(VC++6.0)软件能方便的获取船舶航行性能分布函数中的每个最优设计变量,为船舶设计综合评估、船舶参数确定提供条件。……