基于风险方法的油船货油舱分舱设计研究

发布时间：2017-10-04 16:18

  本文关键词：基于风险方法的油船货油舱分舱设计研究

  更多相关文章： 阿芙拉型油船 风险设计理论 多目标优化遗传算法 多舱破损 溢油量算法

【摘要】：在工程应用中,风险和可靠性分析方法作为决策支持工具得到了越来越多的认同,将这些方法融入到设计过程中就产生了基于风险的设计。目前基于风险的设计流程主要是将安全目标明确引入到设计过程中,整合相关的计算工具,对涉及的风险进行量化,并利用准则进行评价。本文首先介绍基于风险设计的背景及研究现状,阐述风险理论及基于风险的船舶设计理论,结合阿芙拉型油船货舱区的特点确定溢油参数、货舱区舱容、满载时货舱区对船体梁的力的作用三个基于风险设计的目标函数,运用多目标优化遗传算法的思想对货舱区主要尺度进行设计,利用MATLAB计算工具进行多目标优化遗传算法程序及GUI程序的编写,以某实船为算例代入程序进行该船货舱区的重新设计,应用归一化数据处理法选出最优解；分别从风险最小化与经济最大化两个设计角度出发,对多目标优化中的三个目标施加权重系数,整合出两个单目标优化目标函数,运用MATLAB优化工具箱进行计算,得出各自目标下的最优解。与实船数据对比,分析每个算法下得到的最优解并阐明原因,验证基于风险方法进行船舶设计的适用性与可靠性。深入研究MARPOL附则一提出的溢油量常规算法,分析多舱破损的可能性并提出考虑多舱破损时的溢油量算法；将SOLAS中货船概率破舱理论的边舱折减因数应用到溢油量算法中,得到的结果接近真实值,证明了该尝试的可靠性；研究一种溢油量替代算法的计算原理,应用到实例中得到了与考虑多舱破损的常规算法相近的的结果,验证了考虑多舱破损的溢油量算法的可靠性,为今后可能的MARPOL溢油量算法的改进提供参考。
【关键词】：阿芙拉型油船 风险设计理论 多目标优化遗传算法 多舱破损 溢油量算法
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U674.133.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 选题背景10
• 1.2 理论意义和应用价值10-11
• 1.3 国内外研究现状及发展趋势11-13
• 1.4 论文主要研究内容和方法13-14
• 第2章 基于风险的船舶设计理论14-26
• 2.1 引言14
• 2.2 风险的定义及特征14-17
• 2.2.1 风险的基本描述14
• 2.2.2 风险的维度及风险因素14-17
• 2.3 风险理论研究17-21
• 2.3.1 风险识别17
• 2.3.2 风险分析方法—综合安全评估17-19
• 2.3.3 风险接受准则19-21
• 2.4 基于风险的船舶设计理论21-25
• 2.4.1 基于规则的设计21-23
• 2.4.2 基于风险的设计23-24
• 2.4.3 对于安全目标的说明24-25
• 2.5 小结25-26
• 第3章 基于风险的设计应用26-66
• 3.1 概述26-27
• 3.2 船舶设计整体优化介绍27-28
• 3.3 多目标优化、遗传算法及MATLAB工具箱28-32
• 3.3.1 多目标优化问题28-29
• 3.3.2 遗传算法介绍及其在多目标优化中的应用29-31
• 3.3.3 MATLAB及其工具箱31-32
• 3.4 多目标优化要素的确定32-46
• 3.4.1 溢油参数OM33-39
• 3.4.2 舱容C(capacity)39-42
• 3.4.3 满载时货舱区产生的弯矩BM(bending moment)42-46
• 3.4.4 约束条件46
• 3.4.5 小结46
• 3.5 实例计算46-60
• 3.5.1 实船布置图及主要参数47-48
• 3.5.2 GUI介绍及计算48-54
• 3.5.3 数据处理与分析54-60
• 3.6 单目标优化60-64
• 3.6.1 目标权重的标度计算法60-61
• 3.6.2 权重系数的确定61-62
• 3.6.3 多目标优化化为单目标优化的计算62-64
• 3.7 本章小结64-66
• 第4章 关于溢油量算法的研究66-98
• 4.1 概述66
• 4.2 油船溢油量的几种算法66-67
• 4.3 针对常规算法的研究67-68
• 4.4 一些新思路的研究——多舱破损问题68-77
• 4.4.1 多舱破损的可能性分析68-70
• 4.4.2 考虑多舱破损时的概率70-74
• 4.4.3 考虑多舱破损时的溢油量74-75
• 4.4.4 考虑多舱破损的实例计算75-77
• 4.5 基于破舱稳性中方法的尝试77-80
• 4.5.1 SOLAS破舱概率算法介绍77-79
• 4.5.2 对SOLAS方法的分析及实例计算79-80
• 4.6 溢油量替代算法的探讨80-96
• 4.6.1 溢油量替代算法介绍81-83
• 4.6.2 实例计算83-95
• 4.6.3 对溢油量替代算法结果的分析95-96
• 4.6.4 小结96
• 4.7 本章小结96-98
• 第5章 总结与展望98-101
• 5.1 总结98-99
• 5.2 展望99-101
• 参考文献101-104
• 附录A 目标函数程序104-109
• 攻读学位期间公开发表论文109-110
• 致谢110-111
• 作者简介111

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本文编号：971613