基于直接计算的大型油船结构优化设计

发布时间：2017-04-16 15:05

  本文关键词：基于直接计算的大型油船结构优化设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 近年来新建的油船以大型油船为主,结构复杂,钢材消耗量极大,因此研究大型油船的结构优化设计对减少钢材用量,提高设计水平有着重要意义。本文以有限元为基础,研究了大型油船舱段结构整体优化,开发了具有实用性的基于直接计算的大型油船结构优化设计平台。 本文研究了基于DNV(挪威规范)的大型油船横向构件的优化设计。将横向构件简化为T型材,采用变尺度混沌算法作为优化方法,对某30万吨油船的横向构件进行优化设计,优化结果重量下降了8.77%,为研究基于直接计算的大型油船结构优化打下了基础。 本文综合有限元、均匀设计、神经网络和离散粒子群优化算法提出了基于直接计算的大型油船结构优化设计方案,构建了用于优化的数学模型。按照JTP规范(双壳油船共同规范),采用有限元软件ANSYS的APDL语言,建立了大型油船三舱段的舱段强度评估参数化有限元模型,作为用于优化的有限元分析平台;通过均匀设计方法确定了合适的样本点进行有限元分析;进而建立了设计变量和控制点应力响应的神经网络响应面;采用离散粒子群算法对某30万吨大型油船中部舱段结构整体进行了优化计算,并回代有限元模型进行应力评估,在满足所有应力衡准的情况下,优化结果显示重量下降了3.64%。 本文在上述工作的基础上,按照软件方法学的原理,将各个模块集成为一个基于直接计算的大型油船结构优化平台OTSFEM,并开发了交互良好的人机界面。
【关键词】：大型油船 结构优化 直接计算 均匀设计 神经网络 离散粒子群算法
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：U674.133.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 研究的目的和意义7
• 1.2 国内研究现状7-9
• 1.3 国内研究现状9-10
• 1.4 本文的研究内容及创新点10-12
• 第二章 基于DNV 规范的大型油船横向构件优化设计12-25
• 2.1 引言12
• 2.2 优化策略12
• 2.3 已知条件12-13
• 2.4 设计变量13-14
• 2.5 目标函数14-15
• 2.6 约束条件15-23
• 2.7 某30 万吨油船横向结构的优化算例23
• 2.8 本章小结23-25
• 第三章 直接计算法的大型油船结构优化整体方案25-43
• 3.1 引言25
• 3.2 优化方案25-26
• 3.3 已知条件26-33
• 3.4 设计变量33
• 3.5 目标函数33
• 3.6 约束条件33-42
• 3.7 本章小结42-43
• 第四章 大型油船舱段结构强度有限元分析模型43-61
• 4.1 引言43
• 4.2 大型油船参数化建模的研究现状43-44
• 4.3 舱段建模要求44-47
• 4.4 载荷工况47-55
• 4.5 端面约束55-56
• 4.6 参数化有限元模型的建立56-59
• 4.7 某30 万吨油船舱段有限元模型59-60
• 4.8 本章小结60-61
• 第五章 均匀试验设计61-68
• 5.1 引言61
• 5.2 均匀设计理论61-66
• 5.3 大型油船舱段优化的均匀设计66-67
• 5.4 本章小结67-68
• 第六章 神经网络响应面68-75
• 6.1 引言68
• 6.2 RBF 网络结构68-72
• 6.3 舱段结构优化响应面72-73
• 6.4 本章小结73-75
• 第七章 大型油船舱段结构优化计算75-83
• 7.1 引言75
• 7.2 粒子群算法概述75-76
• 7.3 约束问题的粒子群算法76-77
• 7.4 离散粒子群算法77-78
• 7.5 离散粒子群算法算例78
• 7.6 适合本文的粒子群算法78
• 7.7 优化算例78-82
• 7.8 本章小结82-83
• 第八章 OTSFEM 系统集成及界面设计83-95
• 8.1 引言83
• 8.2 通用有限元程序与软件接口研究83
• 8.3 系统集成83-86
• 8.4 界面设计86-94
• 8.5 本章小结94-95
• 第九章 结论95-98
• 9.1 主要研究成果95-96
• 9.2 进一步研究的建议96-98
• 参考文献98-102
• 致谢102-103
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文103-104
• 详细摘要104-108

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 孙利;王德禹;;船舶结构理性设计方法热点问题与展望[J];中国舰船研究;2012年05期

2 陈家旺;韩强;吴永顺;;基于JTP规范的巴拿马型油船舱段强度计算[J];中外船舶科技;2012年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 张华;基于共同规范的油船结构强度直接计算研究[D];武汉理工大学;2010年

2 陈强;基于蚁群算法的长江大开口散货船中部结构优化设计研究[D];武汉理工大学;2011年

3 何勇;考虑动态响应特性的全船结构多目标优化研究[D];上海交通大学;2012年

4 孙洪刚;2400吨级江海直达货船优化设计研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

5 黄重阳;基于响应面法的散货船结构优化设计[D];大连理工大学;2011年

6 张丽;巴拿马型集装箱船结构优化设计研究[D];上海交通大学;2008年

7 肖红文;基于改进遗传算法的江海直达船结构优化设计研究[D];武汉理工大学;2012年

8 周素素;全船结构静动态多目标优化设计研究[D];上海交通大学;2013年

  本文关键词：基于直接计算的大型油船结构优化设计，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：311052