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基于改进遗传算法的江海直达船结构优化设计研究

肖红文  
【摘要】:船体结构设计是船舶设计的一个重要组成部分。船体结构设计是在保证结构具有足够的强度和安全性等要求下,使结构具有最佳的技术性能。船舶结构优化设计是在船舶结构设计的基础上进行的,船体结构优化设计应充分发挥材料的结构特性,降低船舶建造成本,以最少的成本获取最佳的性能。船体中部结构是船体最重要的结构,合理设计船舶中剖面,并寻求最佳的船体中剖面结构尺寸,是结构设计的重要课题。 遗传算法作为一种智能优化算法,已经成功应用在解决复杂的全局优化问题方面。本文针对江海直达货船其结构上的特点,基于CCS规范《特定航线江海通航船舶检验指南》和《双舷侧散装货船船体结构指南》,应用改进遗传算法对江海直达货船中横剖面结构进行了优化。针对实例编写改进遗传算法程序通过lstOpt优化软件实现,利用该程序进行优化计算,结果说明改进遗传算法具有较强全局搜索能力和计算效率,适用于船舶结构优化设计,并能取得良好的优化结果。最后本文建立整船三维有限元结构模型,利用NASTRAN计算其结构应力,来校核优化后船体结构的强度。 此外,作者还为结构优化设计程序编制了基于CCS规范的结构尺寸计算程序和Matlab总纵强度计算程序,方便设计者快速得到结构的规范要求值,并能迅速获得可靠的优化设计结果,完成总纵强度的校核。


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