多目標優(yōu)化在游艇概念設(shè)計中的應(yīng)用研究.pdf

1、船舶設(shè)計的傳統(tǒng)過程是串行的，作為其中一個分支的游艇設(shè)計也是一項涉及多學(xué)科耦合，各種因素相互影響的過程，涉及浮性、阻力、結(jié)構(gòu)、穩(wěn)性、耐波性、經(jīng)濟性等內(nèi)容。
　　本文在分析幾種常用多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化方法的基礎(chǔ)上，從單級優(yōu)化策略和多級優(yōu)化策略兩個方面出發(fā)，對現(xiàn)有的集成框架進行了對比，采用iSIGHT軟件建立了包含系統(tǒng)級、結(jié)構(gòu)、快速性和經(jīng)濟性等目標的協(xié)同優(yōu)化框架。在游艇概念設(shè)計中，嘗試在設(shè)計過程中加入新方法。游艇上層建筑的造型設(shè)計是通過對市場

2、上已有游艇進行分類歸納，分析同類產(chǎn)品的市場競爭地位和特點，為新游艇的設(shè)計提供參照、借鑒和對比。同時，按照游艇概念設(shè)計的一般過程，設(shè)計一艘24m動力艇，并建立了Rhino模型，繪制型線圖和產(chǎn)品效果圖，進行總體區(qū)劃和艙室布置等。利用設(shè)計主尺度來確定MDO數(shù)學(xué)模型上變量的取值范圍。
　　本文將多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化方法與游艇概念設(shè)計結(jié)合起來，并將游艇的優(yōu)化問題依據(jù)協(xié)同優(yōu)化算法的框架分解為結(jié)構(gòu)、阻力和經(jīng)濟性三個子目標。在各個子目標的目標劃分和分析

3、過程中，結(jié)合已有MDO應(yīng)用研究以及游艇設(shè)計內(nèi)容，選出三個子目標所涉及的九個變量。其中，結(jié)構(gòu)子目標設(shè)計變量體現(xiàn)在船體板厚、艙壁厚度及型材的尺寸，并在四種總縱極限工況下，計算艇體結(jié)構(gòu)強度?？焖傩宰幽繕撕徒?jīng)濟性子目標以水線長L、型寬B、吃水深度T、航速V以及方形系數(shù)CB作為設(shè)計變量。在完成子目標的建立之后，根據(jù)協(xié)同優(yōu)化算法的框架構(gòu)建出數(shù)學(xué)模型。為得出該數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)解，應(yīng)用三種代理模型來加快優(yōu)化算法的尋優(yōu)過程，對多個子目標實施最優(yōu)求解。通過本