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相似文献
 共查询到16条相似文献,搜索用时 109 毫秒
1.
船体支柱的布局影响到船舶功能性舱室的布置及相应的结构设计,而目前支柱布局多依赖母型船或者工程师设计经验,缺少基于数学优化的技术支撑。变密度的拓扑优化方法可将属于离散变量优化的支柱布局问题转化为连续变量优化问题。通过悬臂梁—支柱结构的算例,验证了该方法用于解决支柱布局优化问题的可行性。针对某型VLCC的支柱—大跨度甲板结构的支柱布局优化问题,根据布置限制条件设定了支柱优化设计域,选择了两种不同的优化目标函数进行支柱的布局优化设计,最后对优化结果进行了对比分析。结果表明,本方法具有较好的可行性,无需过多设计经验即可优化得到结构性能较好的支柱布局方案,可为此类的支柱布局优化设计提供技术支撑。  相似文献   

2.
以多功能全回转起重船为研究对象,针对起重机起吊重物并做大角度回转作业工况,建立多目标优化数学模型,以各个压载舱调载量最大值最小、起重机起吊重物回转过程中船舶纵倾角最小和横倾角最小作为三个优化目标,利用多目标遗传算法,求解获得配载方案最优集,同时利用基于熵权的TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)方法,客观准确地得到压载调拨与吊机作业配合的最终配载方案。结果表明利用AQWA(Advanced Quantitative Wave Analysis)静水力分析可较为准确地获得船舶重心与倾角的关系,且多目标优化方法可输出多个最优配载方案,多准则决策方法可结合工程经验和客观性输出最终配载方案,该优化决策方法可高效得到简单有效的起重船配载方案,为工程中的压载优化提供参考。  相似文献   

3.
以结构质量和应力作为目标函数,结构变形为约束条件,设计碟型水下滑翔机结构优化流程,采用单参数和多参数敏感度分析方法完成关键结构参数的筛选。采用拉丁超立方试验设计方法完成了对设计空间的采样布点工作,利用样本点数据创建了滑翔机结构优化的Kriging代理模型,并对Kriging代理模型进行了联合训练,使模型的拟合达到非常高的可用精度。采用NSGA-2第二代非支配排序多目标遗传算法对滑翔机进行了结构优化求解,得到了优化的Pareto前沿面最优解。优化结果显示,结构质量和应力较优化前分别降低5.57%和14.91%,文中所提方法在滑翔机结构优化设计中具有可行性。  相似文献   

4.
根据布设海域波浪能资源特征,对点吸收式波浪能装置结构进行优化,可有效提高装置的能量俘获效率。本文以威海褚岛北部海域为装置布设目标海域,在对该海域波浪资源特征进行统计分析的基础上,计算得到装置的直径,同时利用数值软件计算出多组工况下点吸收装置吃水深度和装置固有周期的对应关系,并利用统计学方法得出装置固有周期随吃水深度的变化规律,进而分析得出装置在该海域的最佳设计吃水深度,为点吸收波浪能装置结构优化设计提供了新的思路。该方法对于其他技术类型波浪能装置的结构优化设计同样具有借鉴意义。  相似文献   

5.
针对直接采用BP神经网络反演水深收敛速度慢,且易陷入局部最优的问题,提出了一种基于粒子群(PSO)优化BP神经网络的水深遥感新模型。该模型首先利用粒子群算法对BP神经网络的权重和阈值进行优化,然后将该优化值作为BP神经网络的初始值,最后再将PSO优化后的模型用于测试海区的反演精度评估。实验结果表明,该模型的网络收敛速度明显加快,水深反演的精度也得到提高。  相似文献   

6.
以实际环境荷载作用下的实际海洋导管架平台结构为对象,研究了海洋平台结构在风,流,海冰等多荷载模式和多荷载工况下的优化设计的理论方法和应用技术,建立了结构尺寸优化,形状优化和拓扑优化问题的统一模型。计算结果反映出形状优化比尺寸优化所得设计更优,而拓扑优化的设计效果最好。不同的荷载工况对应的最优拓扑形式不同,因此在实际设计中应考虑实际的荷载工况,选取不同的拓扑形式。  相似文献   

7.
詹可  蒋垣腾  赵敏 《海洋工程》2022,40(6):83-96
常规耐压结构拓扑优化设计研究主要集中于静水压条件下的设计相关载荷拓扑优化理论及方法。但是,在深海环境下,耐压结构可能面临内爆所产生的冲击载荷,其载荷呈现高频率的周期性变化。为研究载荷变化对耐压结构优化设计的影响,在BILE模型的基础上,结合修正的SIMP插值模型,开展不同频率、设计相关动载荷作用下的水下耐压结构拓扑优化理论及方法研究。设计相关动载荷的难点在于不仅载荷的作用位置和方向在优化过程中发生变化,且其大小也随优化过程进行而发生变化,这是与常规设计相关静载荷本质的不同。通过经典的拱形结构优化算例验证BILE模型在动力学拓扑优化中的可行性,进而研究设计相关动载荷作用下的水下耐压结构的最佳拓扑形式。研究表明,在低频时,圆环型耐压结构无明显变化,但多球交接耐压结构在交接处会出现明显材料聚集;高频时,两者均发生明显变化,得到耐压结构新形式。关于设计相关动载荷作用下的水下耐压结构拓扑优化研究,将对新型水下耐压结构的探索具有一定的工程应用价值。  相似文献   

8.
缓波型立管由于设计参数较多且优化目标之间相互影响,设计结果具有很大的不确定性。随着代理模型和智能优化算法的发展,针对缓波型立管的优化可以提出更好的解决方案。以提高力学性能和经济效益为优化目标,采用基于Kriging插值模型和NSGA-II算法的多目标优化策略,对考虑顶部浮体影响的深水缓波型立管进行动力响应分析,并开展线型—截面双目标优化集成设计和线型—浮筒三目标优化集成设计。将处于不同几何尺度的设计变量进行集成,旨在各目标存在相互竞争的情况下,与截面、浮筒设计形成有效互动以提高线型设计的总体性能。结果表明,Pareto最优解集可提供多个选择方案,以满足工程实际需要。将所选最优方案与初始设计进行对比,并以疲劳性能和成本估算作为优化的校核指标,取得了理想的优化效果。  相似文献   

9.
评估结构耐撞性能最可靠的方法是实尺度碰撞试验,然而对于大尺度结构物的碰撞试验,因其耗资巨大而不易开展,适当开展比例模型试验可以为简化解析算法及数值仿真计算提供验证依据,也可在一定程度上评估结构的耐撞性能。但是在进行碰撞模型试验时,材料应变率的敏感性会使得缩尺模型的动态响应与实尺度结构结果出现偏差,模型试验得到的数据与实际结构的动响应不完全遵循相似关系,这就限制了相似理论在大型结构物冲击问题上的应用。本文给出了一种通过改变冲击质量来修正应变率效应的方法,不同于传统量纲分析法中选取时间、质量和长度为基本量纲,而是以冲击质量、初始冲击速度和动态应力代替,得到计及应变率效应的质量相似关系。以此为基础,将该修正方法应用于船舶-自升式海洋平台的碰撞分析中。研究结果表明,该修正方法可以有效降低由于应变率效应而造成的缩尺误差,修正后的缩尺模型在碰撞冲击载荷下的位移、碰撞力和撞击时间等动态响应参数与实尺度模型结果的一致性更好。本文研究成果可以为大型结构物冲击模型试验设计提供技术支撑。  相似文献   

10.
贾彬鹤  李威  梁康壮 《海洋学报》2021,43(10):61-69
传统的四维变分数据同化方法在同化观测资料的同时可以对数值模式参数进行优化,然而传统的四维变分方法需要针对不同的数值模式编写特有的伴随模式,因此算法的可移植性差,同时计算时耗费大量资源。本文提出了一种新的基于解析四维集合变分的参数优化方法,该方法以迭代搜索得到的模式参数为基准展开扰动并构建样本集合,由此显式地计算协方差矩阵,并得到代价函数极小值的解析解,从而避免了伴随模式的使用。基于Lorenz-63模型对该方法进行单参数和多参数数值试验和优化效果检验,并在不同的同化时间窗口长度和观测采样间隔情况下,采用传统四维变分方法与之进行对比,结果显示,新方法表现出与传统四维变分相同的优化性能,都能有效收敛到真值,而新方法不需要计算伴随模式,可移植性好。本文还测试了不同的集合成员个数和模式参数真值的情况下新方法的同化效果,结果表明,新方法对集合样本个数及模型参数真值不敏感,采用较少的集合样本即可完成数据同化。  相似文献   

11.
Offshore jacket platform is widely used as production or oil recovering platform in the shallow sea, and is also applied to the offshore wind turbine supporting structure in the recent years. The jacket structures are normally designed to be conservative and bulky according to various design codes. In this work, a structural optimization design method for jacket platform structure has been developed based on topology optimization theory. The topology optimization method is applicable at an early design stage, which can determine the initial structure and force transmission path. The whole design space is chosen as design variables, and the goal is to maximize the structural stiffness. A set of constraints based on multi-criteria design assessment is applied according to standard requirements, which includes stress, deformation, vibration and design variable constraints. The optimization results are compared with the original platform for static performance, dynamic performance and Ultimate Carrying Capacity (UCC). Results show that the optimized structure show a 13.7% reduction in the global mass, 46.31% reduction in the maximum equivalent stress, and large ultimate carrying capacity ability under the same environmental loads. It is demonstrated that the proposed topology optimization method is capable of effectively determining the optimal design of jacket platform structures.  相似文献   

12.
In riser structural systems, the region where the riser is connected to the platform is critical due to the development of high stress levels. To reduce the stress concentration in this region, bend stiffeners and stress joints are used in order to provide a gradual stiffness transition between the riser and the platform. The present paper presents an optimization design approach for bend stiffeners and stress joints, using a slender beam procedure for the connection joint analysis and an evolution strategies multi-objective optimization algorithm. This approach produces similar results when compared to a finite element analysis of the complete riser, but with significant reduction of computational costs. Numerical examples are presented, showing the efficiency and robustness of the suggested methodology.  相似文献   

13.
A numerical multi-objective optimization procedure is proposed here to describe the development and application of a practical hydrodynamic optimization tool, OPTShip-SJTU. Three components including hull form modification module, hydrodynamic performance evaluation module and optimization module consist of this tool. The free-form deformation (FFD) method and shifting method are utilized as parametric hull surface modification techniques to generate a series of realistic hull forms subjected to geometric constraints, and the Neumann-Michell (NM) theory is implemented to predict the wave drag. Moreover, NSGA-II, a muti-objective genetic algorithm, is adopted to produce pareto-optimal front, and kriging model is used for predicting the total resistance during the optimization process to reduce the computational cost. Additionally, the analysis of variance (ANOVA) method is introduced to represent the influence of each design variable on the objective functions. In present work, a surface combatant DTMB Model 5415 is used as the initial design, and optimal solutions with obvious drag reductions at specific speeds are obtained. Eventually, three of optimal hulls are analyzed by NM theory and a RANS-based CFD solver naoe-FOAM-SJTU respectively. Numerical results confirm the availability and reliability of this multi-objective optimization tool.  相似文献   

14.
王元  王德禹 《海洋工程》2016,34(2):88-94
独立B型LNG液舱内部设置舱壁板材及多种桁材,有效缓解了液舱晃荡效应。针对晃荡载荷下的独立B型LNG液舱结构多目标优化,利用规范中的公式计算晃荡载荷,并引入液舱晃荡系数,以期综合反映液舱内部构件对晃荡特性的影响,在此基础上进一步建立以液舱结构重量和液舱晃荡系数为目标的多目标优化模型,采用多目标遗传算法(NCGA),计算得到改进的独立B型LNG液舱结构设计方案。  相似文献   

15.
As a contribution to the deepwater oil and gas industry, this paper addresses the use of optimization techniques together with a design of experiments (DOE) assessment, as a way of automating the design of compliant vertical access risers (CVARs) while also leading to an optimal riser configuration based on some desired efficiency parameters. The CVAR is a new riser concept that can improve the structural performance of the production system and also provide several operational benefits. The DOE is a statistical technique that provides an objective measure of how design parameters are correlated and the effective contribution of each one at the riser performance. Based on such a study some general conclusive remarks on the global behavior of CVAR will be presented. Such results also play an important role for the optimization process, as it can highlight significant design parameters, enabling design simplifications and efficiency improvement. For optimization assessment, geometric parameters are taken as the design variables and the design constraints consider both structural integrity and operational criteria. A multi-objective approach is considered taking into account the structural performance and geometric criteria. Optimal solution is obtained by NSGA-II method. Extreme and operational environmental conditions of a Brazilian offshore field are used as the base case.  相似文献   

16.
我国的边际油田大多年产量小且开发年限短,周围没有可依托设施的油田。针对此情况,可采用“蜜蜂式”开发模式。针对浸没式可移动外输终端这一新型概念设计,选取关键工况开展了时域耦合分析,研究了系泊系统参数对可移动外输终端最大水平位移和系泊缆最大张力的影响。以可移动外输终端最大水平位移和系泊缆最大张力最小为优化目标,以系泊缆结构安全为约束条件,构建了系泊系统多目标优化模型。分别建立了基于NSGA-Ⅱ和多目标粒子群算法的系泊系统优化框架,并应用这两种算法对系泊系统进行了优化设计。结果表明,NSGA-Ⅱ和多目标粒子群算法均可以解决系泊系统多目标优化问题,粒子群算法优化速度快,但通过NSGA-Ⅱ得到的Pareto前沿优化性能更好,因此更适合开展浸没式可移动外输终端的系泊系统优化。  相似文献   

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