船舶机舱智能布局优化设计方法研究

发布时间：2017-11-06 03:21

  本文关键词：船舶机舱智能布局优化设计方法研究

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【摘要】：船舶舱室布局是船舶总布置设计的一部分,船舶舱室布局效果的优劣对于合理地利用和分配空间,充分提高船舶有限空间的利用率,对船舶的适用性、经济性与安全性等方面来说,具有很重要的意义。机舱是船舶舱室中最为重要的舱室之一,内部设备较多,除需在满足几何约束的条件下提高空间利用率,还要考虑设备与设备,设备与船体之间的相互协调配合,所以船舶机舱布局问题属于带性能约束的布局优化问题。论文探讨了船舶机舱的布局优化设计问题的解决方法。首先,论文在总结船舶机舱布局设计的特点以及相关设计规范和经验的基础上,建立了较为完善的船舶机舱布局优化设计问题的数学模型。论文对原有的数学模型进行了改进：目标函数方面,添加了人员流通距离,操纵性相关原则；约束条件方面除了几何干涉约束外,针对主机、发电机的设备功能特点,以及辅机与舱壁的最小距离要求,对它们的位置添加了新的约束条件。其次,论文分析了目前几种常用的优化算法后发现,无论是单一的群智能算法还是遗传算法在求解问题时或多或少均存在自身的缺陷,主要可以总结为为收敛速度慢、容易出现局部的最优解、无法满足所有约束条件等缺陷。由于船舶机舱布局问题属于带性能约束的布局问题,计算性和工程实现性均较为复杂,所以单纯使用一种优化算法难以满足对计算效率和求解质量的要求。因此论文提出利用基于遗传变异的粒子群算法求解船舶机舱布局优化问题,在此基础上提出了基于遗传变异的粒子群蚁群混合算法进一步对船舶机舱布局问题进行优化求解,并将两种混合算法与传统的遗传算法的求解过程进行比较。通过本文的研究证明混合算法在求解船舶机舱布局设计问题时是有效可行的,在计算精度、计算效率及计算稳定性方面有较大优势,提高了设计的智能化水平,可供设计者参考使用,从而提高设计效率,缩短计算时间。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U663.82

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本文编号：1147121