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船体型线多学科设计优化PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：刘祖源，冯佰威，詹成胜编着
• 出 版 社：北京：国防工业出版社
• 出版年份：2010
• ISBN：9787118067927
• 页数：206 页

图书介绍：本书论述了多学科设计优化的基本理论和方法及其在船体型线设计中的应用。阐述了多学科设计优化的基本理论、研究内容和方法；论述了应用多学科设计优化方法进行船体型线设计优化的必要性。深入剖析了国外典型的多学科设计优化环境，提出了船舶多学科设计优化环境的体系框架，最后介绍了自行开发的船体型线多学科设计优化平台，并以实例作了验证。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：汽车运用基础下一篇：海员天气常识 《船体型线多学科设计优化》目录 标签：多学科 体型 编着 设计

第1章 多学科设计优化的基本理论1

1.1 多学科设计优化理论的发展1

1.1.1 多学科设计优化的基本思想和内涵1

1.1.2 多学科设计优化的研究发展概况2

1.2 多学科设计优化的基本概念4

1.2.1 多学科设计优化的定义4

1.2.2 多学科设计优化的基本描述5

1.2.3 多学科设计优化的特点6

1.3 多学科设计优化的研究内容和方法10

1.3.1 多学科系统建模10

1.3.2 设计过程重分析10

1.3.3 近似方法10

1.3.4 敏度分析方法11

1.3.5 分解方法11

1.3.6 求解策略11

1.3.7 集成平台及界面11

1.3.8 优化算法12

参考文献12

第2章 船体型线设计原理与方法14

2.1 船体型线的主要特点及地位14

2.2 船体型线设计的基本方法14

2.3 船体型线多学科设计优化的基本问题17

2.3.1 传统船舶设计方法的不足17

2.3.2 船型多学科设计优化关键问题20

2.4 船体型线优化的国内外研究进展21

2.4.1 国内船型优化研究进展21

2.4.2 国外船型优化研究进展23

参考文献32

第3章 船型参数化建模技术38

3.1 概述38

3.1.1 参数化建模的基本思想38

3.1.2 参数化驱动的数学模型38

3.1.3 参数化建模的方法39

3.2 船体型线建模方法41

3.2.1 部分参数化建模方法43

3.2.2 完全参数化建模方法48

3.2.3 不同建模方法的比较50

3.3 船型融合方法及程序的开发50

3.3.1 理论基础51

3.3.2 船型修改融合方法52

3.3.3 模型生成器的开发54

3.3.4 船型融合程序验证56

参考文献64

第4章 船舶水动力性能分析及优化系统重构67

4.1 概述67

4.2 水动力性能学科分析68

4.2.1 阻力性能分析68

4.2.2 耐波性能分析74

4.2.3 操纵性能分析81

4.3 船舶水动力性能多学科设计优化集成85

4.3.1 数据集成85

4.3.2 过程集成87

4.4 多学科设计优化解耦方法94

4.4.1 多学科可行方法94

4.4.2 单学科可行方法95

4.4.3 协同优化算法96

4.4.4 并行子空间优化算法98

4.5 船型优化系统的重构100

参考文献105

第5章 近似方法及变复杂度方法106

5.1 概述106

5.2 近似方法107

5.3 变复杂度方法112

5.4 变复杂度方法在船型优化中的应用113

5.4.1 船型优化变复杂度建模113

5.4.2 系统优化模型113

5.4.3 优化结果116

参考文献117

第6章 多学科设计优化方法118

6.1 传统的优化方法118

6.1.1 无约束优化算法118

6.1.2 有约束优化方法121

6.1.3 传统全局优化方法122

6.1.4 多目标优化方法123

6.2 现代优化方法124

6.2.1 模拟退火算法（Simulated Annealing,SA）125

6.2.2 遗传算法（Genetic Algorithms,GA）128

6.2.3 多目标遗传算法133

6.3 优化方法混合策略141

6.3.1 船型优化对优化方法的要求141

6.3.2 混合优化方法143

6.4 数学函数的测试实例145

参考文献147

第7章 船舶多学科设计优化计算环境148

7.1 MDO计算环境需求148

7.2 MDO集成框架151

7.2.1 iSIGHT151

7.2.2 ModelCenter153

7.2.3 AML154

7.3 MDO计算环境实例分析156

7.3.1 美国DD-21驱逐舰多学科设计优化环境体系结构156

7.3.2 美国国家宇航局AEE工程环境158

7.4 船舶多学科设计优化计算环境体系结构的开发161

参考文献162

第8章 船体型线多学科设计优化平台的开发163

8.1 多学科设计优化平台功能需求分析163

8.1.1 船型主尺度的确定对MDO的需求163

8.1.2 船型精细优化对MDO的需求165

8.2 多学科设计优化平台的框架设计165

8.3 平台模块的详细设计167

8.4 平台的使用180

8.5 SHIPMDO平台实例测试187

8.5.1 9000t油船的多学科设计优化（0水平优化）187

8.5.2 46000t油船耐波性能优化（0水平优化）192

8.5.3 46000t油船阻力、操纵、耐波性能综合优化（0水平优化）193

8.5.4 1300TEU集装箱船球鼻首阻力性能优化及模型试验（1水平优化）196

参考文献204

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摘要：本文以“船体型线多学科设计优化.pdf电子书版文档下载”为中心，详细阐述了船体型线多学科设计优化的理论、方法及其在实际应用中的重要性。通过对船体型线多学科设计优化的深入研究，本文旨在为相关领域的研究者和工程师提供有益的参考和指导。

1、理论框架

船体型线多学科设计优化是基于多学科交叉的理论框架。它融合了船舶设计、流体力学、结构力学、材料科学等多个学科的知识，旨在通过优化船体型线，提高船舶的性能和安全性。首先，理论框架要求对船体型线进行几何建模，以便于后续的数值模拟和分析。其次，通过引入多学科耦合模型，可以综合考虑船舶在航行过程中的流体动力、结构强度、振动等因素，从而实现全面的设计优化。

在理论框架中，数值模拟技术发挥着重要作用。通过建立精确的数学模型和计算方法，可以模拟船舶在不同工况下的性能表现。此外，优化算法的应用也是理论框架的重要组成部分。常见的优化算法包括遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法等，它们能够有效地搜索最优解，提高设计效率。

理论框架的建立为船体型线多学科设计优化提供了坚实的理论基础，为后续的研究和应用奠定了基础。

2、设计方法

船体型线多学科设计优化涉及多种设计方法，包括几何优化、拓扑优化、形状优化等。几何优化主要针对船体型线的几何形状进行调整，以改善船舶的性能。拓扑优化则关注船体型线的结构布局，通过改变材料分布来提高结构强度和降低重量。形状优化则是结合几何优化和拓扑优化，综合考虑船舶的流体动力性能和结构强度。

在设计方法中，计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（CAE）技术发挥着重要作用。CAD技术可以快速生成船体型线模型，为后续的优化分析提供基础。CAE技术则通过对船体型线进行数值模拟，评估其性能，为优化设计提供依据。

此外，设计方法还涉及优化算法的选择和参数设置。优化算法的选择应根据具体问题进行，以确保优化结果的准确性和可靠性。参数设置则需综合考虑船舶性能、结构强度、材料成本等因素，以实现最优设计。

3、应用实例

船体型线多学科设计优化在实际应用中取得了显著成果。以某型船舶为例，通过优化船体型线，有效降低了船舶的阻力，提高了航速。此外，优化后的船体型线还提高了船舶的稳定性，降低了航行风险。

在船舶设计领域，船体型线多学科设计优化已广泛应用于新型船舶的设计和改造。例如，在高速客船、大型油轮、液化天然气运输船等领域，通过优化船体型线，可以显著提高船舶的性能和经济效益。

此外，船体型线多学科设计优化在船舶维修和改造领域也具有广泛应用。通过对现有船舶的船体型线进行优化，可以延长船舶的使用寿命，降低维修成本。

4、发展趋势

随着科技的不断发展，船体型线多学科设计优化呈现出以下发展趋势：一是计算能力的提升，使得优化算法的计算速度和精度不断提高；二是优化算法的改进，如自适应算法、混合算法等，能够更好地适应复杂问题；三是多学科耦合模型的完善，提高优化结果的准确性和可靠性。

未来，船体型线多学科设计优化将在以下方面取得突破：一是船舶性能的进一步提升，如降低阻力、提高航速等；二是船舶结构强度的优化，如提高耐久性、降低重量等；三是船舶环保性能的提升，如减少排放、降低能耗等。

总之，船体型线多学科设计优化在船舶设计领域具有广阔的应用前景，将为我国船舶工业的发展提供有力支持。

总结：

本文从理论框架、设计方法、应用实例和发展趋势四个方面对船体型线多学科设计优化进行了详细阐述。通过对“船体型线多学科设计优化.pdf电子书版文档下载”的研究，本文旨在为相关领域的研究者和工程师提供有益的参考和指导。

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