遗传算法在船舶自由浮态计算中的应用

根据船舶自由漂浮的平衡条件,将自由浮态计算归结为多目标约束优化问题,并引入遗传算法(GA)对该优化问题进行求解．在船体曲面和甲板的非均匀有理B样条(NURBS)曲面表达基础上,应用GA算法,采用实数编码方式,对船舶自由浮态进行计算,在实践中对GA算法进行必要的改进,提高进化速度,并编程实现．通过对两条实船完整浮态和破舱浮态进行计算,并与传统方法的计算结果对比表明,用GA来解船舶自由浮态的方法是简单可行的．由于该计算是基于曲面表达的计算,故比二维表达基础上的计算更精确．与其他迭代方法相比,它不需要人为给定初始迭代点,只需给出船舶总重量和重心位置;设计变量直接取吃水、横倾角和纵倾角,不必预先计算倾角的正切值,使用方便．     

船舶浮态计算的一种修正方法

为提高船舶浮态计算的精度,提出一种基于加密数字型值表的船舶浮态计算修正方法。在常规浮态计算方法的基础上采用Nowton迭代法进行修正。将计算机图形学的SH多边形剪裁算法用于横剖面与水线面的求交。基于坐标系仿射变换将空间倾斜水线面降到二维,将倾斜水线面轮廓提取问题转换成二维多边形凸包求解问题。在此基础上详细给出了雅克比矩阵系数的求解方法。以散货船“太行128”为例,对五种典型载况进行了计算,结果表明该修正方法适用于船舶小纵倾和大纵倾的情况,提高了计算精度,具有一定的工程应用价值。     

破损船舶自由浮态计算

在船舶不沉性理论的基础上,叙述了船体计算坐标系和浮态参数的选取、角坐标变换、破损船舶浮态计算的数学模型和水线下船体要素的定义。在倾斜水线与船体表面求交点时,采用坐标转换方法,并应用Green公式计算船体水线下和淹水舱的有效要素;简化了计算方法,提高了利用Newton迭代法求解浮态平衡方程的收敛性和精确性,同时也方便了计算机软件的编程。通过对实船的设计结果分析,证明了该方法的先进性和工程实用性。     

散货船自由浮态计算简化方法

根据散货船特点探讨了一种面向工程应用的船舶自由浮态计算简化方法.在矩阵法的基础上,将7个水线面要素简化到4个,简化雅克比矩阵求解.采用全选主元高斯消去法求解线性方程组,以船舶浮态平衡方程组作为迭代终止条件,保证计算精度.以散货船"DOLCE VITA"及"RUI AN CHENG"为例进行了实例计算,对20个压载舱进行了20万次随机装载实验,验证了算法在有横倾下的收敛性和稳定性;对5个货舱进行了20万次随机装载实验,验证了算法在有纵倾下的收敛性和稳定性;对典型载况进行计算,和装载手册给定值相比,吃水差误差都在0.01m以下.结果表明:该算法只需计算任意倾斜水线面下的排水体积和浮心坐标,计算量较小,程序实现简单,实时性、鲁棒性较好,具有一定的工程实用价值.     

船舶分舱和破舱稳性计算

本文给出破损船舶浮态方程组的数值矩阵解法和破损船舶自由纵倾时最小稳性曲线计算的优化方法，文后给出了数值例子。算例表明本文建立的方法简便、实用和有效。     

船舶浮态的计算

为了适用于客滚船舶配载计算的需要，根据船舶的浮态力学平衡方程，提出了船舶浮态参数按逐步加量的递进计算方法．这个方法的特点是，可以依次对每一项船舶装载的重量都计算出相应的船舶浮态参数．通过与其他计算方法的比较，证明该方法具有很好的计算精度和易于在计算机上实现程序运算的优点．这个方法应用于客滚船舶配载程序中，使得整个配载过程更加灵活和可控．该方法也可用于其他类型船舶的配载计算．     

混沌优化在船舶码头系泊缆绳张力计算中的应用(英文)

系泊船舶缆绳张力的模型实验研究和理论计算对于缆绳的选取、系泊设备的设计、系泊方式及预紧力的确定,以及船级社规范的制订都有着重要的指导意义. 国内对码头系泊的研究相对较少,且主要依赖于模型实验. 文中对小波浪水域码头系泊船舶缆绳张力的计算建立了数学模型,并用混沌优化的方法对非线性系泊方程组进行了求解,其结果与实验结果对比有较好的一致性.     

大纵倾下船舶浮态及初稳性计算

按照通常造船工程上使用的方法计算船舶浮态．在大纵倾下会发生相当大的误差，因而不宜做为一般方法在电算程序中应用。本文采用解非线性方程组的切面法解纵倾下的船舶平衡方程组，并编制了在ＴＱ—１６电子计算机上使用的电算程序 （ＡＬＧＯＬ－６０ 算法语言）．该程序对几条船使用表明．本文中使用的电算方法是方便可行和足够精确的。     

最优化法在计算平台破损后浮态及初稳性中的应用

提出了一种用优化方法求解平台破损进水后浮态和初稳性的方法,并用所编制的计算机程序对平台破损后的浮态和初稳性进行了计算。文中给出了某一平台在下沉就位过程中的计算实例,计算结果表明:利用优化方法来求解平台破损进水后的浮态和初稳性是切实可行的.     

基于非线性规划法的船舶浮态计算

提出了利用非线性规划法进行船舶任意倾斜状态下浮态计算的方法，建立了以总复原力臂的绝对值为目标函数，保证排水量等于重量为约束条件，吃水、横倾角及纵倾角为设计变量的优化数学模型．与传统的矩阵方法相比较，该法在每次迭代计算中不需要计算倾斜水线面上的各要素，只需计算倾斜水线面以下的排水体积和浮心坐标，使计算量大大减少．对60000t油船在各种装载状态下浮态的计算，证明了该方法的简便和可靠性．     

柔性浮式系统受撞后运动的算法及其收敛性

为了研究柔性浮式防撞系统受撞击后的变形与位移,提出了一种微调平衡算法.该算法利用悬链线的物理几何特性求解系统中各部件的受力,根据系统中各部件所受的合力(矩)情况实时微调系统的工作姿态.利用力(矩)的平衡原理,通过多次叠代计算求解系统在受船舶撞击后各浮筒的姿态变化、锚的位移和各时刻拦阻链的受力.理论分析及相关算例的数值结...     

燃料电池车用离心叶轮型线参数化及多工况优化

以65kW燃料电池动力系统的高速无油润滑离心空压机为优化对象,采用Bezier曲线对其叶片型线进行参数化解析,依据超拉丁抽样方法获得遗传算法优化所需的样本空间,在此基础上建立Kigring近似模型进行多工况优化.寻优及CFD(计算流体动力学)数值计算结果显示,常用工况点和额定工况点等熵效率及压比均得到提高,且常用工况点改善更为显著.这表明传统内燃机车用离心增压器设计及优化时不能兼顾多工况性能结论不适用燃料电池汽车,叶轮性能空气动力学解析同样证实该结论具有理论基础.与基于叶轮几何参数的优化结果对比显示,基于叶片型线参数化的优化可以更加显著地改善离心空压机性能,是一种更加全面和有效的离心叶轮优化方法.     

Importance Analysis of a Multi-state System Based on Direct Partial Logic Derivatives and Multi-valued Decision Diagrams

Importance analysis quantifies the critical degree of individual component. Compared with the traditional binary state system,importance analysis of the multi-state system is more aligned with the practice. Because the multi-valued decision diagram（ MDD） can reflect the relationship between the components and the system state bilaterally, it was introduced into the reliability calculation of the multi-state system（ MSS）. The building method,simplified criteria,and path search and probability algorithm of MSS structure function MDD were given,and the reliability of the system was calculated. The computing methods of importance based on MDD and direct partial logic derivatives（ DPLD） were presented. The diesel engine fuel supply system was taken as an example to illustrate the proposed method. The results show that not only the probability of the system in each state can be easily obtained,but also the influence degree of each component and its state on the system reliability can be obtained,which is conducive to the condition monitoring and structure optimization of the system.     

2 750 TEU集装箱船下水计算与滑道改造

以2750TEU集装箱船为例,研究了纵向滑道船舶下水的计算方法。通过研究发现目前的滑道对线型瘦削的集装箱船下水存在安全隐患,并就滑道如何改造进行了分析研究。     

可自浮式高架栈桥有限元子结构超单元法建模与静力分析

可自浮式高架栈桥组成构件较多,若直接对其进行数值建模计算,则计算量大,计算时间长.为了加快计算速度,采用有限元子结构超单元法对其进行多工况数值计算分析,验算了自浮式高架栈桥在各计算工况下的结构强度和承载能力.结果表明:自浮式高架栈桥在工作状态下,其上部结构单元能满足承载200 kN汽车荷载的设计要求;在生存状态下,上部...     

滚装船在波浪和移动重载荷作用下横摇的浮基多体系统动力学分析

在滚装船—自由移动重载荷组成的浮基多体系统中，取滚装船的横摇角和重载荷在甲板上的横向位移为此系统的两个自由度。运用浮基多体系统动力学方法，建立了系统的动力学方程。以某型海峡滚装渡轮为例，对在若干重载荷同步自由移动和波浪共同作用下的滚装船横摇响应和重载荷位移响应进行了数值计算。可以为滚装船的安全性分析提供理论指导。