海上浮体系泊缆自动化设计方法研究

发布时间：2021-08-06 08:51

　　随着智能化研究成为当今科技发展的热点,结合智能优化算法的浮体系泊系统自动化设计成为一个将现代方法应用于传统工程领域并提高设计效率的研究对象。针对浮体的系泊系统,以悬链线式系泊方式为研究对象,分析得出了系泊缆与不同选材参数之间的规律,建立系泊系统自动化设计方法,选用遗传算法作为算法基础,实现方案的智能优选,进行了有效的探索研究;开发了系泊系统自动化设计的自主程序,完成了典型的单根系泊缆的单点系泊系统以及多段组成风分布式系泊系统的研究,验证了方法的可行性,为系泊系统的自动化设计这一技术问题提供了解决方法与工程的应用手段。 

【文章来源】：海洋工程. 2020,38(03)北大核心CSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

浮体系泊系统设计方法

基于系泊系统计算理论，基于准静态的方法，建立了浮体位移与系泊系统力学计算分析的程序模块，可针对不同类型的系泊系统，可考虑单一成分组成的系泊缆或多段组成形式的系泊缆，计算浮体位移下系泊系统的几何形态以及系泊缆的张力结果等，该部分的程序将作为系泊系统计算、分析的基础。2 智能优化算法

自动化设计方法的优点:一方面体现在将完整的设计、分析及主要评估过程包含于方法中，实现条件输入至方案输出;另一方面在于结合算法，实现方案的智能优选，进行过程的自主进化，附加问题的边界及约束的评估，该部分则需开展智能优化算法的研究。在总结不同算法特点的基础上，由于遗传算法符合问题特点，具有应用优势且可实现再开发，因此，选用该算法作为算法基础。基于算法原理、构成要素与实现方法，确定算法主要流程如图3所示[11-13]。具体流程为:完成算法的编写开发，通过编码、解码实现各参数的二进制化;目标函数、约束条件等针对算例进行研究，在系泊系统自动化设计程序的开发中进行具体改进;遗传算子如选择、交叉、变异等按照理论与研究经验进行开发实现;基于二进制编码，采用点式交叉方法即在算法中随机产生一个或多个交叉的位置，交换当前代个体的对应字串;采用基本变异方法，在个体随机生成变异位置并码值取反，通过交叉与变异算子，保证遗传算法的全局性，通过充分代数的计算，避免算法陷入局部最优解。此外，针对问题算例开展算法研究、过程分析，以验证所开发的算法的有效性。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于神经网络和遗传算法的系泊线长度参数优化[J]. 孙丽萍,张伟,艾尚茂.  船舶工程. 2015(04)
[2]基于悬链线理论的系泊系统势能[J]. 袁梦,范菊,朱仁传,缪国平.  上海交通大学学报. 2011(04)
[3]基于准静定方法的多成分锚泊线优化[J]. 余龙,谭家华.  海洋工程. 2005(01)



本文编号：3325467