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基于区间的耐压球壳非概率可靠性分析

中国造船 2014年第1期55卷 38-45页

作者：操安喜崔维成上海海事大学海洋科学与工程学院上海201306 上海海洋大学海洋科学学院上海201306

针对深海耐压球壳结构设计中不确定参数统计数据较少的现实情况,基于非概率可靠性分析理论,将影响球壳结构可靠性的不确定参数用区间变量来描述,采用极限载荷区间大于或等于所受载荷区间的满意程度来表征结构的可靠性指标。通过区间运算... 详细信息

针对深海耐压球壳结构设计中不确定参数统计数据较少的现实情况,基于非概率可靠性分析理论,将影响球壳结构可靠性的不确定参数用区间变量来描述,采用极限载荷区间大于或等于所受载荷区间的满意程度来表征结构的可靠性指标。通过区间运算,获得了定量的结构非概率可靠性指标,该指标可供设计人员参考。以"蛟龙号"载人球壳为例,验证了该方法的实用性和有效性。

关键词：非概率可靠性分析区间数耐压球壳载人潜水器

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潜水器多学科设计中的多目标协同优化方法

船舶力学 2008年第2期12卷 294-304页

作者：操安喜崔维成上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200030 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

针对潜水器设计中涉及多个学科的耦合以及数据信息量大、数据关系复杂的问题,文章介绍了一种新的多目标协同优化算法。该方法将Pareto遗传算法(PGA)引入协同优化框架,二者的有机结合充分发挥各自的优势,该方法利用协同方法的分解协调机... 详细信息

针对潜水器设计中涉及多个学科的耦合以及数据信息量大、数据关系复杂的问题,文章介绍了一种新的多目标协同优化算法。该方法将Pareto遗传算法(PGA)引入协同优化框架,二者的有机结合充分发挥各自的优势,该方法利用协同方法的分解协调机制将复杂系统的设计问题分解为一个系统级优化问题和几个学科级优化问题。采用PGA作为系统级优化器,不仅可以得到能够反映多目标优化问题实质的、客观的Pareto解集,而且,由于PGA是无需梯度信息的直接搜索算法,从而从根本上消除了协同优化由系统层一致性约束条件引起的收敛困难问题。在PGA与协同优化框架结合的过程中,采用目标函数的归一化处理、分级罚函数法、浮点数编码、群体分级和Pareto解集过滤器等技术提高算法的计算效率和可靠性,并通过一个数学算例和一个载人潜水器的例子证明了多目标协同优化算法的有效性。

关键词：协同优化(CO) 多目标遗传算法潜水器设计

基于ANSYS的船舶结构有限元计算模板的研究与应用

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基于ANSYS的船舶结构有限元计算模板的研究与应用

作者：操安喜武汉理工大学

学位级别：硕士

有限元方法是一种求解连续介质力学问题的通用数值方法。它广泛应用于航空航天、船舶、土木水利、机械、石油、电子等工业领域。随着计算机在软、硬件上的快速发展，有限元分析无论是在理论，还是在计算技术方面都已取得巨大的进步，一... 详细信息

有限元方法是一种求解连续介质力学问题的通用数值方法。它广泛应用于航空航天、船舶、土木水利、机械、石油、电子等工业领域。随着计算机在软、硬件上的快速发展，有限元分析无论是在理论，还是在计算技术方面都已取得巨大的进步，一些大型通用的有限元软件也相继投入实际应用，如ANSYS、MSC／NASTRAN、ABAQUS、ADINA、ALGOR等，它们已成为计算机辅助设计系统的重要组成部分。在船舶结构设计和结构强度的校核过程中，往往需要反复进行“设计—建模—分析—修改设计—再建模—再分析”的过程，但当前有限元分析软件系统都存在前后处理过程复杂、烦琐、易出错、费时费力、对软件使用者要求高等问题。如果按照现有有限元分析软件所规定的步骤，逐一对每次修改重新建模分析，在有限元建模和处理结果时存在着大量的重复性工作，而且出错机率也会相应增加，影响到设计分析的效率和质量。针对有限元软件在船舶结构直接计算的应用要求，本文基于ANSYS平台开发了参数化的船体结构有限元计算系统。该计算系统将参数化技术引入船舶结构的有限元计算，初步实现了船体结构有限元建模、计算和后处理的全程参数化;借助功能强大的软件开发工具Visual C++，利用Windows的进程通信机制，建立了基于消息的控制中心，完成程序与ANSYS间的数据传递，实现了对ANSYS的封装，从而形成专业化、参数化的有限元计算系统。全文共分七章，第一章介绍了本文所涉及的研究领域，通过分析领域中存在的问题，揭示了本文研究的应用背景和意义。第二章介绍了实现系统所依赖的平台和开发工具。第三章主要介绍了作者在船体结构有限元计算的参数化方面的工作。第四章介绍了基于APDL语言的LPG船体舱段有限元计算模块LPGFEA的实现过程。第五章介绍了计算模板的程序实现。第六章结合工程实例介绍了该模板的使用方法。在第七章，作者对全文进行了总结，并对未来的研究工作进行了展望。

关键词：船体结构参数化二次开发有限元 ANSYS

同方学位论文库评论

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三体船连接桥新型结构形式研究

船舶力学 2013年第1期17卷 125-131页

作者：操安喜张大鹏许君迪倪晨王宇澄上海海事大学海洋环境与工程学院上海201306

三体船连接桥连接主船体与侧船体,直接决定着三体船横向强度和扭转强度,是三体船结构设计中的关键。针对在传统设计中,连接桥与主体及侧体连接处极易出现应力集中的现象,文章提出一种新型的靴式箱型连接桥结构,通过与传统连接桥结构的... 详细信息

三体船连接桥连接主船体与侧船体,直接决定着三体船横向强度和扭转强度,是三体船结构设计中的关键。针对在传统设计中,连接桥与主体及侧体连接处极易出现应力集中的现象,文章提出一种新型的靴式箱型连接桥结构,通过与传统连接桥结构的对比研究发现,此结构不仅使抵抗横向弯矩与扭转弯矩的能力显著提高,应力集中现象明显好转,而且结构重量也有所减轻。此结构为三体船等多体船连接桥的结构设计提供了新的思路。

关键词：三体船连接桥应力集中直接计算

载人潜水器概念设计中的总体多学科设计模型及分析

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船舶力学 2013年第7期17卷 807-818页

作者：操安喜刘蔚叶聪崔维成上海海事大学海洋环境与工程学院上海201306 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

介绍了大深度载人潜器概念设计中总体多学科设计模型的建模方法和过程,并开发了总体设计集成程序(Concept Design of Deep Manned Submersible,CDMS),采用7000m载人潜器的设计数据对其进行了测试,验证该模型是可靠的,可用于载人潜器的... 详细信息

介绍了大深度载人潜器概念设计中总体多学科设计模型的建模方法和过程,并开发了总体设计集成程序(Concept Design of Deep Manned Submersible,CDMS),采用7000m载人潜器的设计数据对其进行了测试,验证该模型是可靠的,可用于载人潜器的性能分析和多学科优化设计中。此外,以7000m载人潜器为例,对潜器的重量/浮容积特性进行了分析,讨论了几个主要设计参数对潜器重量/浮容积性能的影响,获得了一些有价值的结论,可供同类型载人潜器总体设计时参考。

关键词：多学科分析载人潜水器概念设计总体集成模型

基于BLH框架的大深度载人潜水器总体性能的多学科设计优化

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船舶力学 2008年第1期12卷 110-117页

作者：刘蔚操安喜苟鹏崔维成上海交通大学海洋工程重点实验室上海200030 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

建立了一个大深度载人潜水器总体性能多学科设计优化的数学模型,并提出了BLH多学科设计优化框架来对大深度载人潜水器多学科设计优化数学模型进行构建。通过拉丁方试验设计方法对设计变量与多学科优化目标的相关性进行分析,最终得到满... 详细信息

建立了一个大深度载人潜水器总体性能多学科设计优化的数学模型,并提出了BLH多学科设计优化框架来对大深度载人潜水器多学科设计优化数学模型进行构建。通过拉丁方试验设计方法对设计变量与多学科优化目标的相关性进行分析,最终得到满足性能指标要求的大深度载人潜水器总体设计优化结果。

关键词：大深度载人潜水器多学科设计优化 BLH框架试验设计

多学科设计优化方法在潜艇概念设计中的应用研究(英文)

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船舶力学 2007年第3期11卷 373-382页

作者：操安喜赵敏刘蔚崔维成上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200030 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

多学科设计优化方法(MDO)是从航空领域兴起的一种针对复杂工程优化设计的有效求解方法。该文针对潜艇设计的复杂性特点,探索MDO在潜艇概念设计中的应用。首先,文中建立了包括水动力、推进、重量、性能和成本共5个学科分析在内的数学模型... 详细信息

多学科设计优化方法(MDO)是从航空领域兴起的一种针对复杂工程优化设计的有效求解方法。该文针对潜艇设计的复杂性特点,探索MDO在潜艇概念设计中的应用。首先,文中建立了包括水动力、推进、重量、性能和成本共5个学科分析在内的数学模型,然后采用MDO方法——协同优化方法(CO),对同时包含连续设计变量和离散设计变量的潜艇系统,进行了以最小化建造成本为目标的多学科设计优化,获得了优化结果。结果表明:相对于传统设计方法,分布式、并行的协同优化方法CO更适合潜艇系统的设计。

关键词：多学科设计优化(MDO) 潜艇概念设计协同优化(CO)

两层分级多学科设计框架在AUV的总体设计中的应用(英文)

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船舶力学 2006年第6期10卷 122-130页

作者：刘蔚苟鹏操安喜崔维成上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200030 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

将多学科优化方法作为一种新的设计方法应用于AUV的总体性能优化设计中。文中构建顶层控制系统层和并行独立子系统底层的两层分级的多学科优化设计框架,来实现AUV总体设计的有效载荷部分长度和推进力最大化和总重量最小化等的多个设计... 详细信息

将多学科优化方法作为一种新的设计方法应用于AUV的总体性能优化设计中。文中构建顶层控制系统层和并行独立子系统底层的两层分级的多学科优化设计框架,来实现AUV总体设计的有效载荷部分长度和推进力最大化和总重量最小化等的多个设计目标。使用的设计工具为商业软件iSIGHT和Fortran。

关键词：多学科优化两层分级多学科优化框架 AUV 总体性能优化设计

高效优化算法在船舶力学中的应用研究(英文)

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船舶力学 2008年第3期12卷 473-482页

作者：赵敏操安喜苟鹏崔维成上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200030 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

作为一种贝叶斯优化算法,高效全局优化算法(EGO)利用克里格模型来构造近似模型,并采用样本填充准则以寻找下一个样本点来更新近似模型。文中详细介绍了该优化算法,并将其应用于船舶力学的两个典型优化例子。其中一个是潜艇的多学科概念... 详细信息

作为一种贝叶斯优化算法,高效全局优化算法(EGO)利用克里格模型来构造近似模型,并采用样本填充准则以寻找下一个样本点来更新近似模型。文中详细介绍了该优化算法,并将其应用于船舶力学的两个典型优化例子。其中一个是潜艇的多学科概念设计,考虑了水动力、推进、重量、性能和成本5个学科;另外一个是屈曲状态下加筋板的优化问题。与传统优化相比,高效全局优化算法不仅收敛到全局最优解,而且更加有效。结果表明高效优化算法非常适用于船舶力学中的优化问题。

关键词：高效全局优化算法(EGO) 船舶力学克里格模型样本填充准则(ISC)