一、均匀设计法在船舶设计中的应用（论文文献综述）
李静[1]（2020）在《QZS隔振平台减振机理及其优化研究》文中进行了进一步梳理目前,低频振动隔离问题仍是振动工程界的一大难题。因此,设计出性能优异的低频隔振器具有重要意义。准零刚度隔振器是由正负刚度弹性元件并联构成,实现在其静平衡位置动态刚度为零。准零刚度隔振器具有较大的承载力的同时,在其静平衡位置附近动态刚度极低的优点,有利于低频隔振。本文提出了一种新型准零刚度（QZS）隔振器,通过系统静力学、动力学分析验证其可行性;为扩大其低频隔振区间,对系统参数做了优化;并制作了原理样机,开展了台架试验。具体研究内容如下:（1）提出双层三斜置线性弹簧准零刚度隔振器,隔振器由上下两层三斜置弹簧机构并联组成。建立了隔振器准零刚度隔振系统的数学模型,分析了不同参数变化对系统静力学特性的影响,通过对系统参数修正,得出了理想的静力学曲线。利用系统稳定性判据,确定了系统的稳定性。（2）QZS隔振系统的隔振频率带宽分析。对QZS系统进行幅频特性分析,运用谐波平衡法分析其近似解,得到系统的定量结果。分析不同参数变化对系统幅频特性的影响,发现系统存在跳跃现象。给出了系统参数γ、阻尼比ξ和激励力幅值F对跳跃频率的影响规律。以力传递率为评判标准,分析了不同参数变化对系统隔振性能的影响,得出适当增加系统阻尼比,可以消除共振峰。从被动隔振角度出发,分析基座的位移激励对于被隔振设备的影响,得出当系统选择临界阻尼比,可消除系统跳跃现象。（3）QZS隔振平台参数优化。利用均匀设计优化法对隔振器参数进行优化,基于优化结果,制作了原理样机及其实验台架。静力学实验得出了样机参数优化前后刚度—位移曲线,与理论分析结果基本一致。动力学实验中,在振动实验台架上对优化前后的实验样机分别进行实验,得到了力传递曲线。通过对比优化前后对应样机的实验结果可知,二者皆具有一定的低频隔振能力,优化后的样机具有更低的起始隔振频率和共振峰。
康财杰[2]（2020）在《双体游艇有限元强度分析及结构优化研究》文中认为随着人们生活水准的显着提升,休闲娱乐为主的双体游艇愈来愈受到人们的关注和青睐。目前,安全、节能是各类船舶行业发展所需考虑解决的主要问题,而这些问题与船舶的强度校核和结构优化密切相关。因此,在保证双体游艇强度的同时进行结构优化设计研究具有重要的意义。由于双体游艇的结构和所受载荷的复杂性,其强度校核分析比常见的单体船更为复杂。因某工程项目的实际需要,本论文根据中国船级社《海上高速船入级与建造规范》,对某企业自主开发的双体游艇进行了有限元强度校核计算,并在此基础上进行了游艇结构优化设计,具体研究内容包括以下方面:首先,采用大型有限元分析软件HyperMesh建立了双体游艇有限元分析模型,根据规范要求的不同组合工况,对双体游艇进行载荷计算与加载,仿真分析了不同载荷组合工况下双体游艇的应力分布情况。其次,以双体游艇构件厚度作为优化变量,以双体游艇在各载荷组合工况下的最大许用应力值和构件厚度范围作为约束条件,以双体游艇质量最轻作为优化目标,研究建立了双体游艇结构优化数学模型。为建立具有较高拟合精度的优化代理模型,论文通过拉丁超立方试验设计得到样本数据,然后分别采用传统二次响应面和移动最小二乘法进行样本数据拟合,通过对比择优自动选择其中拟合精度较高的代理模型参与到后一步的优化之中。最后,运用遗传算法对所建立的双体游艇结构优化数学模型进行求解,在保证双体游艇强度的前提下进行结构优化设计,即通过改变双体游艇主要结构件的厚度参数,使游艇质量达到最小。优化结果显示,双体游艇总质量减轻3.199t,约减重了10.09%,轻量化效果明显,较好地实现了游艇轻量化设计目标,为双体游艇的结构设计提供了有效指导。
任晨辉[3]（2020）在《船舶负刚度超材料与结构的设计方法和性能研究》文中研究指明随着船舶与海洋结构物向深海和极地冰区不断延伸,所面临的极端载荷与复杂环境对其安全性提出了更高的要求。以往的设计方法与产品形式面临极大挑战,必须加大创新的力度,而船用新材料开发和新型结构设计方法是创新的重要内容。另一方面,当前船舶轻量化、绿色化、智能化的发展趋势使得新型材料与结构的应用具有广阔前景,具有强可设计性和超常力学性能的“超材料”成为船舶科技领域研究的重点。其中,负刚度超材料具有优越的抗冲击性能,与其他超材料通过塑性变形吸收能量不同,负刚度超材料在外载荷作用下发生弹性范围内的逐层屈曲,因此实现了可重复的抗冲击吸能效用。本文围绕负刚度超材料与负刚度超材料结构的设计理论与分析方法开展深入研究,针对负刚度结构在船海工程中的应用进行了探索。在负刚度超材料设计中,借鉴晶体学中内部结构周期性理论,提出了负刚度超材料的布拉菲点阵设计方法,据此系统地设计了不同的多维多向负刚度超材料胞元构型;从二维和三维负刚度超材料构型出发,设计了平面和空间的负刚度及负泊松比“双负”类超材料;将负刚度超材料胞元构型扩展到宏观尺度,设计了负刚度超材料梁与负刚度超材料圆柱壳,分别研究其抗冲击性能和隔声性能;针对船舶的隔振与抗冲击问题,探索将超材料理论研究成果进行实际应用,设计新型超材料船体结构与装置。论文主要内容如下:（1）提出了负刚度超材料的布拉菲点阵设计方法。根据中点受压余弦形曲梁的负刚度效应,对其力学特性进行了参数分析,利用含余弦形曲梁的负刚度微结构作为胞元,基于“负刚度超材料的布拉菲点阵设计方法”设计出多维多向负刚度超材料构型。所设计的负刚度超材料涵盖二维单向、二维双向、二维三向、三维三向、三维四向和三维六向等多种,丰富了负刚度超材料的类型。（2）研究了单向、双向正交、三向正交负刚度超材料的准静态和冲击动力学特性。利用3D打印技术制备超材料试件,设计了准静态和冲击动力学试验,对数值计算结果进行验证。研究结果表明,所设计单向均匀负刚度超材料具有一般负刚度超材料的力学性质;单向梯度负刚度超材料则与均匀超材料存在一定差异,例如屈曲临界力呈增长趋势、卸载时胞元层的回复顺序与加载时的屈曲顺序无关、可以吸收更多的冲击能量等,力学试验很好地验证了数值计算结果;双向正交负刚度超材料除具备单向负刚度超材料的基本特点外,两个轴上的力学行为存在一定的耦合现象,即发生胞元的周期性旋转;三向正交负刚度超材料不同方向的力学行为则具有较好的独立性。（3）分别设计了二维和三维负刚度负泊松比的“双负”超材料,以增量泊松比与增量等效弹性模量为指标,分析其几何参数对于力学特性的影响,研究该超材料在冲击载荷作用下的力学行为,通过双负超材料准静态力学试验进行验证。研究结果表明,所设计的“双负”超材料的负刚度和负泊松比效应明显,具有设计性强、质量轻、便于制造等特点;胞元内倾斜曲梁与水平轴夹角决定了该超材料的几何构型,对泊松比的影响较大;胞元内曲梁厚度则可以有效调节该超材料的刚度,对其抗冲击性能影响较大,数值计算得到的完全受压时的泊松比值与试验结果吻合得很好;所设计的三维双负超材料在垂直于受压方向的平面内两个正交轴上呈现独立的负泊松比效应,可分别设计其泊松比值。（4）基于负刚度胞元设计了宏观尺度负刚度超材料梁,研究分段长度与板厚对于梁静力和动力学性能的影响。建立了基于代理模型的优化流程寻求其抗冲击性能的最优设计。研究结果表明,负刚度超材料梁在面板中部受压时的力-位移曲线呈折线形,改变面板和中间层的厚度以及余弦形曲板分段的长度会影梁的局部刚度以及相应的屈曲位移或力阈值,并改变曲板层的屈曲顺序;根据冲击载荷强度的不同,梁的不同部位主导其抗冲击吸能能力,应变能的最大部分存储在四层余弦形弯曲薄板中;中部曲板分段较短且靠近梁上表面的隔板厚度明显大于其余隔板时,负刚度超材料梁具有更好的抗冲击性能。（5）设计了可承受大变形的多功能负刚度超材料圆柱壳,研究其准静态大变形行为和线性小变形下隔声性能。分析了胞元内曲梁厚度和质量块质量对于圆柱壳隔声性能的影响,并以频段内声传递损失为目标对圆柱壳构型进行优化设计。研究结果表明,在受径向压缩载荷时,该超材料圆柱壳具备屈曲型负刚度结构的典型特征,适用于抗冲击缓冲;与具有相同尺寸和重量的常规蜂窝超材料夹芯圆柱壳相比,负刚度超材料圆柱壳在200 Hz以上频率具有更高的声传递损失;可以通过改变周向曲梁和径向曲梁厚度、在胞元中心空腔内置入质量块等方法提高圆柱壳的隔声性能;针对特定频段进行参数优化可大幅提高负刚度超材料圆柱壳的平均声传递损失,因此具有很强的可设计性。（6）探索负刚度超材料及结构在船舶结构减振抗冲击中的应用。设计了一种多层负刚度超材料抗冲击基座,分析在板架冲击载荷作用下的结构响应和冲击隔离性能;提出余弦形非线性隔振器,分别用谐波平衡法和龙格库塔法求其振动响应,分析几何参数对振动位移传递率和力传递率的影响。设计了一种由橡胶板内嵌钢质负刚度超材料的新型抗冲击船底结构,分析船体剖面构件在砰击载荷作用下的响应,与原船体模型进行对比。研究结果表明,所设计的负刚度超材料基座的冲击隔离系数非常小,加速度隔离系数在0.02～0.04之间,速度隔离系数在0.2～0.3之间,抗冲击效果显着;余弦形非线性隔振器结构简单,通过设计其几何参数即可实现不同的隔振性能;添加负刚度超材料抗冲击船底结构后,剖面内双层底区域的单元应力约为原模型的70%,该抗冲击结构形式具备优良的缓冲吸能特性,具有实用意义,可为船舶抗冲击结构的设计提供参考。
冯榆坤[4]（2020）在《基于支持向量回归算法的船型优化设计研究》文中认为船型优化设计一直是船舶领域重点关注的问题之一。传统的船体型线设计耗资大、周期长且仅为“优选”结果,无法满足人们对船舶性能日益增长的需求。随着多学科交叉融合的日益深入,“基于仿真的设计”（Simulation Based Design,SBD）已逐渐显现出其在船型优化上的优势。本文详细总结了SBD方法涉及的各项关键技术,并针对近似理论中的代理模型,着重研究了基于支持向量回归（Support Vector Regression,SVR）算法的代理模型构建方法,据此完善了船型优化设计体系。本文主要研究内容如下:搭建了具有高精度数值预报方法的船型优化设计框架:本文集成了几何参数化变形、数值计算、最优算法、近似理论等各项关键技术,搭建了完备的船型优化框架;采用支持向量回归算法这种具有良好泛化性、适用于小样本集回归预报的回归算法构建代理模型,很好地平衡了计算精度与优化时间成本的悖反关系;为提高计算精度、扩大优化系统适用范围,采用非定常黏流CFD方法作为船舶性能的评估手段;为保证数值计算的可靠性,通过网格无关性验证确定网格划分策略,并借助模型试验验证了计算的精度。以优化思想引导代理模型的构建:支持向量回归算法的各项参数对预报精度有极大影响。本文通过寻优计算更合理地选择支持向量回归算法中的相关参数,借此提高代理模型的预报精度,更好地平衡了数值计算精度与优化效率间的矛盾。在建立了完备的优化框架后,通过以下三个算例验证了该优化方法在船型优化上的性能及优势:以经典船型系列60船为例开展了多航速段阻力性能优化工作。通过加装球艏及改变船舯后段几何形状,达到抑制中高航速段兴波及减少全航速段黏压阻力的目的。结果表明,优化设计提高了系列60船型全航速段的阻力性能。此外,开展了样本集容量对SVR代理模型精度影响的研究,验证了SVR算法在小样本集情况下的预报精度,展现了SVR算法在船型优化上的优势。以艏侧推器为研究对象,通过改变槽道入口倒角角度、大小及调整压力补偿管位置,达到提高侧推器推进效率、降低槽道壁脉动压力及平衡船体两侧压差力的目的。经优化后,槽道壁脉动压力幅值明显降低,且船体两侧压差力也得到平衡。对于此类计算耗时很长的非定常问题,基于SVR的代理模型尽管因极低的样本点数而使得回归精度有一定损失,但仍能够准确预报各设计变量对目标函数的影响趋势。通过两种不同的优化思路完成了肥大型船快速性能的优化:其一,以阻力性能与艉伴流场质量为目标开展了双目标优化,得到了阻力性能略微提高、艉伴流场质量有明显改善的改型船。其二,以实船尺度螺旋桨收到功率为优化目标展开单目标优化,考虑到了船桨耦合及船模到实船的伴流修正,通过直接自航计算得到改型船收到功率,并结合SVR代理模型完成优化计算。经优化后,最优船型收到功率较原型船降低了8.43%,快速性能大幅度提高。以上三个优化算例的成功实践,验证了基于支持向量回归算法的优化方法在船型优化设计上的显着优势,在保证良好优化成果的前提下极大地减少了优化用时;此外,使用该优化方法很好地解决了涉及复杂流动、船桨干扰等难度大、计算耗时长的优化问题,显着拓宽了SBD优化方法的适用范围。
孟松[5]（2019）在《基于改进粒子群算法的油船结构优化研究》文中进行了进一步梳理随着船舶结构朝着大型化和复杂化方向发展,致使船舶结构优化设计变量数目增多,约束和目标函数的非线性程度增大,船舶结构优化问题呈现出多极值、高维度和高非线性的特点。粒子群算法（PSO）的全局探索能力和BP神经网络的局部开发能力相结合形成的PSO-BP神经网络代理模型,在保证一定精度下能够有效降低有限元分析次数,提高船舶结构优化效率,但PSO算法在迭代进化过程中种群多样性不能很好保持,算法存在早熟收敛的问题。本文采用一种分期变异粒子群算法（SMPSO）,用于优化BP神经网络参数,将优化后神经网络应用到油船结构优化设计中,取得良好效果。本文主要研究内容如下:（1）建立107600DWT油船的舱段结构有限元模型。通过ISIGHT软件对其进行灵敏度分析,得到用于油船结构优化的有效设计变量。利用正交试验获取BP神经网络训练与检测样本数据。（2）介绍BP神经网络和PSO算法的基本原理和参数设置,通过MATLAB软件完成BP和PSO-BP神经网络编程工作。采用训练样本数据分别对BP神经网络和PSO-BP神经网络进行训练,利用检测样本数据对它们的泛化能力进行检测和对比。（3）采用一种分期变异策略对粒子群算法进行改进,该策略为在算法迭代初期采用种群多区间的粒子初始位置生成法,迭代中后期采用混沌策略对群体最优解进行扰动,始终保持算法种群多样性持续变化。通过相同的训练和检测,SMPSO-BP神经网络的泛化能力更好更稳定。（4）将SMPSO-BP神经网络和有约束最小化函数fmincon用于油船舱段结构优化,效果明显。对优化后的舱段模型进行有限元分析,各项指标符合规范要求,说明将SMPSO-BP神经网络运用于船舶结构优化是可行的。
叶萌[6]（2019）在《基于CFD的低速肥大型船线型优化研究》文中认为随着国际海事组织（IMO）对船舶能效设计指数EEDI的实施,船舶行业已进入以节能减排为目标和竞争焦点的新阶段,绿色船舶技术在船舶设计领域越来越重要。船舶行业相关技术经过多年的发展已经非常成熟,尤其是作为主力船型之一的低速肥大型船舶的性能提升空间已经非常有限。低速肥大型船舶一般具有较长的平行中体,能够优化的空间一般为艏部和艉部,并且在排水量和浮心位置等船体几何要素的约束下,船体的湿表面积一般无法有太大的改变。所以船舶总阻力的主要成分,也就是摩擦阻力不会有太大的变化。由于低速船的兴波阻力占总阻力的成分一般比较小,总阻力中只有粘压阻力是有可能因为船型变化而产生大的变化的成分。粘压阻力由整个船体表面压力分布的积分获得,船体表面变化复杂导致粘压阻力的分布十分复杂,这使得粘压阻力的计算方法也十分复杂。因此,低速肥大型船舶的阻力性能优化问题一直是船型优化中的一个难点。为探索低速肥大型船的线型优化方法,本文利用团队开发的船舶水动力性能多学科综合优化平台,完成了46000DWT油船的线型优化,并进行了验证。论文的主要工作如下:1)介绍船型优化问题的背景。分析了船型优化问题的内涵,阐述了船型优化的框架,并对各个模块的组成和原理进行了总结和概括。介绍了本团队自主研发的船舶水动力性能多学科综合优化平台,对该平台的功能进行了介绍。2)介绍了46000DWT油船的曲面变形工作。对径向基函数插值技术进行了简单介绍,阐述了基于径向基函数插值技术修改船体曲面的方法和原理,并对46000DWT油船的船体曲面进行了修改。3)利用CFD软件—FINE/Marine完成了46000DWT油船阻力性能数值计算,并进行了船模试验验证,说明了CFD软件计算结果的有效性。4)采用均匀试验设计方法在设计空间采样,并对样本进行CFD数值计算,形成样本集,在此基础上,利用神经网络建立了46000DWT油船阻力性能近似模型。最后,对近似模型进行了验证。5)利用本团队开发的船舶水动力性能多学科综合优化平台,结合近似模型,完成了46000DWT油船的船体型线优化,并对优化结果进行了验证。
字学强[7]（2018）在《基于均匀试验的矮塔斜拉桥地震响应下参数优化研究》文中认为基于矮塔斜拉桥跨越能力强,造价低的优点,近年来受到了广泛的推崇。但是目前我国对于大跨径非规则桥梁的抗震设计相关规范没有具体规定,抗震设计多以经验为主,辅以计算,这样的设计往往过于保守,还会存在设计缺陷的遗传性。为了使矮塔斜拉桥的抗震设计更加科学经济,很有必要在现有设计经验的基础上,对矮塔斜拉桥的设计参数进行动力响应优化。而目前矮塔斜拉桥的优化研究中,存在着优化变量选择不全面、优化目标不明确、优化目标过于单一、优化算法选取具有随意性问题。针对上述存在的问题,本文主要完成以下几个方面工作:（1）根据不同设计参数对矮塔斜拉桥受力影响,确定了优化时的设计变量和设计常量。双肢薄壁墩墩间距、薄壁墩墩厚、边主跨比以及主塔高度为设计变量,其余设计参数均视为设计常量。（2）对于矮塔斜拉桥的优化目标,在地震作用下以实际作用效应和允许作用效应之比最小和疲劳损伤系数最小为优化目标。（3）对目前国内外已建成的矮塔斜拉桥参数进行归纳整理,得出相应的使用范围。对于矮塔斜拉桥的优化目标,在地震作用下,根据不同的地震响应情况,提出了基于E1弹性时程作用下墩底抗弯能力需求比最小和E2弹塑性时程作用下墩底延性转角需求比最小、疲劳损伤系数最小三类优化目标。（4）运用动力时程分析方法,对均匀试验下的参数组合试验模型进行计算分析,结合回归分析及逐步回归分析法得出地震响应下最优试验组合和不同设计参数对试验的影响程度。（5）在进行优化算法的选取上,本文根据多目标函数下同时取最优解的情况,采用了TOPSIS理想点法进行多目标优化。
张腾飞[8]（2018）在《基于灵敏度和响应面的有限元模型修正及软件开发》文中指出有限元模型的结构误差、参数误差等导致了模型的不精确,需要通过模型修正技术提高有限元模型的精度,使修正后的有限元模型能够为动力修改、响应预测等工程提供可靠依据。目前基于灵敏度方法和响应面方法的模型修正技术发展较为成熟,本文以有限元模型修正技术的软件实现为切入点,对两种修正方法进行了研究,具体研究内容如下:首先,对基于灵敏度的有限元模型修正方法的理论和实现步骤进行了介绍,在相关性分析的振型匹配中,根据试验测点的位置坐标和振型对有限元振型进行缩聚;鉴于有限元软件对灵敏度数值求解的限制,选择了差分灵敏度并通过与解析灵敏度对比确定其可行性;根据有限单元法和灵敏度分析解析法,推导了基于单元特性的灵敏度分析解析法;通过摄动的方法研究了非灵敏变量对修正效果的影响,发现其对修正目标的收敛情况影响很小。然后,对基于响应面的模型修正方法的修正过程和基本理论进行了研究,通过实验样本点和随机点数据验证响应面模型的精度;运用两种方法分别对螺栓板模型进行修正,对比修正效果发现:基于响应面的修正方法在修正过程中减少了对有限元软件的调用,所以修正速度更快;但响应面模型也会产生一定的误差,与基于灵敏度的修正方法相比修正结果的精度略低。以两种修正方法为核心,基于ANSYS和MATLAB平台开发了有限元模型修正软件ModelUpdate。依据ANSYS的模态分析能力和MATLAB强大的的数据分析计算能力,开发了ANSYS输入数据文件（CBD）、输出数据文件（RST）、试验数据文件（UFF）的接口,实现了模型修正技术的软件化。最后,对某型号的六列往复式压缩机的集中质量系统模型进行了扭振分析,发现轴系的一阶固有频率与五倍转速接近,有发生扭转共振造成轴系破坏的危险,通过基于灵敏度的模型修正方法,对飞轮的转动惯量进行修改,避免了共振的发生并优化了轴系的性能。
唐浩云[9]（2018）在《三体船三维时域波浪载荷计算方法研究及其应用》文中研究说明三体船因其优良的快速性、宽敞的甲板平台、较好的稳性和耐波性等诸多优点,近年来受到人们的关注,已逐渐成为当今国际造船业竞相开发的高性能船型。而三体船独特的船型特征在带来便利的同时,也提高了三体船设计开发的难度。由于三体船结构重量占整船重量的比例较大,其结构设计将直接影响到其船型优势的发挥。为了能够保障三体船良好的性能,在结构设计中往往需要借助设计载荷和结构强度直接计算等方法来辅助三体船的结构详细设计。而船体设计载荷和结构强度计算都是以波浪载荷预报为基础建立起来的。目前在工程上应用较为广泛的二维切片法和三维频域波浪载荷计算方法由于其高频低速假定,难以充分考虑航速效应对于三体船运动和波浪载荷的影响。而现有的三体船入级规范对于片体位于艉部的高速三体船的载荷设计和结构校核也具有一定的局限性。因此,急需一种针对于高速三体船的载荷预报方法和与之相配套的结构评估手段,来满足高速三体船载荷设计和结构优化的需要。以此为出发点,本文对三体船的波浪载荷预报开展了一系列的研究工作,并给出载荷预报方法在三体船设计载荷和结构强度评估方面的应用,建立了三体船载荷预报与结构强度评估体系,为后续我国三体船的结构设计和船型开发提供技术支撑。论文主要内容如下:1)为了观察三体船运动和载荷特征并为后续的载荷预报提供有效性验证依据,设计并实施了三体船分段模型自航试验。通过规则波试验,分析了三体船运动、剖面载荷以及其高低频成分随波高、航速和波长等环境参数的变化规律。并在斜浪不规则波试验的基础上,进一步分析了浪向对于三体船运动和载荷的影响。在测量船体剖面载荷的同时,对于船体艏部和连接桥处的砰击压力也进行了同步测量,分析了船体艏部砰击和连接桥砰击的时域特点。通过统计各个砰击压力监测点的平均峰值,给出了砰击压力随船长和型深的变化规律。2)基于时域Rankine源法,本文给出了三体船运动和载荷预报的方法。在求解三体船时域运动微分方程的过程中,根据三体船的结构特点加入了主体艏部、片体艏部和连接桥湿甲板等非线性瞬态砰击载荷,同时计及船体瞬时物面变化的影响,形成了三体船三维时域非线性运动和载荷预报方法。并在此基础上,进一步考虑了主片体干扰兴波对于砰击载荷的影响。为了能够更加真实地反映船体在实际海浪中的运动和载荷,本文开展了不规则波的数值模拟研究,建立了不规则波下三体船运动和载荷预报方法,并实现了船体剖面载荷的时域计算。同时,为了准确快速地获得载荷预报所需的水动力网格,本文结合B-spline曲面和无限插值算法,给出了三体船水动力网格自主划分的方法。最后,通过对比理论预报值和模型试验值,验证了时域Rankine源载荷预报方法的有效性。3)结合Rankine源和时域自由面Green函数,建立了以时域匹配法为基础的三体船运动和载荷计算模型。通过将三体船周边流场分成内外域两部分,在内域采用Rankine源作为积分内核来求解速度势,在外部流体域应用时域Green函数求解边界积分方程,从而快速有效地模拟三体船在波浪中航行的运动和载荷状态。在三体船的运动方程求解中,同样考虑了三体船的瞬态砰击载荷和船体瞬时物面变化的影响,形成了基于时域匹配法的三体船非线性运动和载荷预报方法。同时,为了提高时域自由面Green函数计算的效率,本文结合精细时程积分算法和制表插值法,给出了时域格林函数波动项的快速求解算法。最后,通过将时域匹配法的预报值与模型试验值、频域Green函数理论预报值以及时域Rankine源法理论预报值相对比,验证了基于时域匹配法的三体船载荷预报方法的有效性,并分析了现有载荷预报方法各自的特点和适用范围。4)本文给出了三体船时域载荷预报在三体船设计载荷和结构强度评估方面的相关应用。基于时域载荷预报建立了三体船设计载荷的计算方法,并与三体船规范获得的设计载荷相对比,说明了三体船设计载荷计算方法的特点和适用范围。同时,采用设计波法实现了三体船结构强度的直接计算,给出了三体船总纵强度评估、屈服强度评估、屈曲强度评估以及疲劳强度评估的具体实施途径。通过与频域载荷预报方法的强度评估结果相对比,分析了不同载荷预报方法对于结构强度评估的影响。最后,将三体船时域载荷预报与结构强度评估方法相结合,形成了完整的三体船载荷预报与结构强度评估体系。
唐文奇[10]（2018）在《基于均匀设计实验的框架结构分步式损伤识别方法研究》文中提出框架结构因其造价经济、空间布置灵活、耐久性好等优势,被广泛应用于国内外各类建筑结构设计中。框架结构在长期使用期间将不可避免的出现各种损伤,未被修复的损伤将会累积,发展成更严重的损伤,甚至造成结构突然性破坏。如何识别框架结构的损伤状况,对于延长结构使用寿命,维护人民生命财产安全具有重要意义。本文在以往研究人员的基础上,利用神经网络结合均匀设计实验方法构建结构损伤状况的正分析模型修正档案库,采用分步式识别方法对框架结构进行损伤识别。识别结果表明本文所使用的方法在理论上是可行的。首先,为了能够近似建立损伤状态与结构反应之间的复杂映射关系,利用BP神经网络具有学习、归纳、总结、联想和记忆能力以及较强鲁棒性的特点,使用MATLAB神经网络工具箱构建了BP神经网络。采用L-M优化算法,由训练函数trainlm来实现自适应学习,对ASCE SHM benchmark模型进行了损伤识别,识别结果证明了所构建神经网络识别的有效性。其次,为了寻找能够对框架结构损伤进行有效识别的指标,通过不同损伤识别参数的推导,提出了使用结构正则化频率变化率以及位移模态的相对变化率作为损伤识别参数,并以一个一榀框架为例证明了其有效性。接着提出了使用多重分步识别方法对框架结构柱损伤位置和程度进行识别。把结构中构件的损伤识别分为三步,先以结构正则化频率变化率对损伤构件进行层定位,再以结构位移变化率对损伤进行构件定位,最后结合两种识别参数获得构件的损伤程度。通过一个混凝土框架结构数值模拟算例证明了所提出分步式损伤识别方法的有效性。再次,为了减少正分析模型修正次数,优化神经网络训练样本,应用均匀设计方法构建了可用于结构损伤正分析档案库的实验表。按此实验表对在结构中抽样构件的损伤位置和损伤程度构成训练样本,进行了BP神经网络结构损伤识别的训练。通过与全样本训练算例的对比表明,采用均匀设计法进行正分析模型修正能够在保证训练精度的同时,减少模型修正试验次数。因而具有了更高的识别效率。最后,为了验证基于均匀设计实验的分步式损伤识别方法对不同形式框架结构的适用性,通过不规则框架结构、变截面框架结构以及钢框架结构有限元模型结构损伤识别的算例,验证了所提出方法的有效性。同时为了避免大规模均匀设计表所产生的偏差,在不规则框架算例中采取分区分步识别与小型均匀设计相结合的方法,将结构分为多个区域,在每个区域使用均匀设计表构造了训练样本。计算结果表明均匀设计方法在保证识别效果的同时,大幅减少了神经网络正分析试验的次数。基于均匀设计的损伤多重分步识别方法,可对框架结构损伤位置进行精确判定,克服了一步识别框架损伤或单独使用某种参数进行损伤识别的缺陷。综合以上分析和算例验证,本文所提出基于均匀设计实验的框架结构分步式损伤识别方法是可行和有效的。相关分析为之后试验验证奠定了理论基础。
二、均匀设计法在船舶设计中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、均匀设计法在船舶设计中的应用（论文提纲范文）
（1）QZS隔振平台减振机理及其优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国外研究现状 |
| 1.3 国内研究现状 |
| 1.4 课题来源和本文研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 QZS隔振平台的静力学研究 |
| 2.1 正负刚度概念 |
| 2.2 准零刚度实现原理 |
| 2.3 负刚度特性的实现 |
| 2.3.1 斜置弹簧垂向力学模型 |
| 2.3.2 斜置弹簧力-位移特性 |
| 2.4 QZS隔振平台的结构原型 |
| 2.5 QZS系统静力分析 |
| 2.5.1 系统静力学特性 |
| 2.5.2 系统结构参数优选 |
| 2.6 QZS隔振系统结构的稳定性 |
| 2.7 静载质量的确定 |
| 2.8 QZS系统的力学特性的近似表达 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 QZS隔振平台动力学研究 |
| 3.1 隔振系统力传递特性分析 |
| 3.2 QZS系统的幅频特性及影响因素 |
| 3.2.1 系统的幅频特性 |
| 3.2.2 参数对系统幅频特性的影响 |
| 3.2.3 跳跃频率 |
| 3.3 力传递率 |
| 3.4 位移传递率 |
| 3.4.1 线性隔振系统位移传递率分析 |
| 3.4.2 QZS隔振系统位移传递率分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 QZS系统参数优化及其实验研究 |
| 4.1 QZS系统参数优化 |
| 4.1.1 均匀设计法 |
| 4.1.2 QZS隔振系统参数的均匀设计优化 |
| 4.2 QZS系统实验研究 |
| 4.2.1 QZS隔振器实验样机设计与制作 |
| 4.2.2 静态特性实验分析 |
| 4.2.3 动态特性实验分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术成果 |
| 致谢 |
（2）双体游艇有限元强度分析及结构优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景及意义 |
| 1.2 双体船强度分析国内外研究现状 |
| 1.3 船舶结构优化国内外研究现状 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 第二章 双体游艇总强度计算载荷 |
| 2.1 船舶规范简介 |
| 2.2 游艇主要参数 |
| 2.3 总载荷计算及分布 |
| 2.3.1 总横弯矩及分布 |
| 2.3.2 总扭矩及分布 |
| 2.4 边界条件及工况 |
| 2.4.1 边界条件 |
| 2.4.2 载荷组合工况 |
| 2.5 总强度校核标准 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 双体游艇总强度仿真分析 |
| 3.1 理论基础 |
| 3.1.1 有限元理论基础 |
| 3.1.2 有限元分析过程 |
| 3.2 有限元模型建立 |
| 3.2.1 坐标系及单位制 |
| 3.2.2 游艇模型建立 |
| 3.3 仿真结果及分析 |
| 3.4 总强度校核 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 建立游艇结构优化数学模型 |
| 4.1 代理模型技术 |
| 4.1.1 常用试验设计 |
| 4.1.2 常用代理模型 |
| 4.2 建立优化数学模型 |
| 4.2.1 设计变量 |
| 4.2.2 目标函数 |
| 4.2.3 约束条件 |
| 4.2.4 优化数学模型 |
| 4.3 建立优化代理模型 |
| 4.3.1 代理模型的选择 |
| 4.3.2 拉丁超立方抽样 |
| 4.3.3 二次响应面拟合 |
| 4.3.4 移动最小二乘拟合 |
| 4.3.5 代理模型评估择优 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 双体游艇结构优化及验证 |
| 5.1 遗传算法 |
| 5.2 优化求解 |
| 5.3 游艇总强度对比分析 |
| 5.4 游艇总强度校核验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 创新总结 |
| 6.3 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（3）船舶负刚度超材料与结构的设计方法和性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 力学超材料与超材料结构的研究进展 |
| 1.2.2 负刚度超材料的研究进展 |
| 1.2.3 船舶隔振抗冲击超材料结构的研究进展 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 负刚度超材料设计理论与方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于余弦形曲梁的周期性负刚度超材料 |
| 2.2.1 余弦形曲梁的负刚度特性 |
| 2.2.2 余弦形曲梁几何参数对其力学特性的影响 |
| 2.2.3 基于余弦形曲梁的周期性负刚度超材料 |
| 2.3 负刚度超材料的布拉菲点阵设计方法 |
| 2.3.1 晶体结构的布拉菲点阵理论 |
| 2.3.2 负刚度超材料的布拉菲点阵设计方法 |
| 2.3.3 基于一维点阵的负刚度超材料设计 |
| 2.3.4 基于二维点阵的负刚度超材料设计 |
| 2.3.5 基于三维点阵的负刚度超材料设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于余弦形曲梁胞元的负刚度超材料力学特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结构非线性力学分析的隐式与显式方法 |
| 3.2.1 隐式分析方法的基本方程 |
| 3.2.2 显式分析方法的基本方程 |
| 3.3 单向负刚度超材料力学特性的数值分析 |
| 3.3.1 单向均匀负刚度超材料准静态受压的力学分析 |
| 3.3.2 单向梯度负刚度超材料准静态受压的力学分析 |
| 3.4 单向负刚度超材料力学特性的试验验证 |
| 3.4.1 准静态力学性能试验 |
| 3.4.2 冲击动力学试验 |
| 3.5 二维双向正交负刚度超材料及其力学特性 |
| 3.5.1 准静态受压力学特性 |
| 3.5.2 冲击动力学特性 |
| 3.6 三维三向正交负刚度超材料及其力学特性 |
| 3.6.1 准静态受压力学特性 |
| 3.6.2 冲击动力学特性 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 负刚度负泊松比超材料及其力学特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 二维负刚度负泊松比超材料及其力学特性 |
| 4.2.1 二维负刚度负泊松比超材料及其胞元 |
| 4.2.2 胞元的泊松比与等效弹性模量 |
| 4.2.3 胞元中曲梁角度对其静力学特性的影响 |
| 4.2.4 胞元中曲梁厚度对其静力学特性的影响 |
| 4.2.5 胞元完全压缩时负泊松比效应 |
| 4.2.6 负刚度与负泊松比效应的试验验证 |
| 4.2.7 负刚度负泊松比超材料抗冲击性能 |
| 4.3 三维负刚度负泊松比超材料及其力学特性 |
| 4.3.1 三维负刚度负泊松比超材料及其胞元 |
| 4.3.2 胞元的泊松比与等效弹性模量 |
| 4.3.3 胞元中曲梁角度对其静力学特性的影响 |
| 4.3.4 胞元完全压缩时的负泊松比效应 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 负刚度超材料梁及其力学性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 负刚度超材料梁静力学特性 |
| 5.2.1 连续隔板厚度变化对静力学性能的影响 |
| 5.2.2 分段长度变化对静力学性能的影响 |
| 5.3 负刚度超材料梁抗冲击性能分析 |
| 5.3.1 连续隔板厚度变化对抗冲击性能的影响 |
| 5.3.2 分段长度变化对抗冲击性能的影响 |
| 5.4 基于代理模型的负刚度超材料梁抗冲击性能优化 |
| 5.4.1 抗冲击性能优化的数学模型 |
| 5.4.2 优化代理模型与参数拟合 |
| 5.4.3 优化结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 负刚度超材料圆柱壳及其力学和声学性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 负刚度超材料圆柱壳 |
| 6.3 负刚度超材料圆柱壳径向受压静力学特性分析 |
| 6.4 负刚度超材料圆柱壳隔声性能分析及其优化 |
| 6.4.1 负刚度超材料圆柱壳隔声性能分析模型 |
| 6.4.2 负刚度超材料圆柱壳的隔声性能 |
| 6.4.3 常规蜂窝超材料夹芯圆柱壳的隔声性能 |
| 6.4.4 负刚度超材料圆柱壳隔声性能的参数分析 |
| 6.4.5 负刚度超材料圆柱壳隔声性能优化 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 船用负刚度超材料减振抗冲击结构设计 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 负刚度超材料抗冲击基座的设计与性能分析 |
| 7.2.1 负刚度超材料抗冲击基座的设计 |
| 7.2.2 负刚度超材料基座的抗冲击性能 |
| 7.3 余弦形非线性隔振器设计与性能分析 |
| 7.3.1 非线性隔振器系统的动力学方程 |
| 7.3.2 非线性隔振系统响应 |
| 7.3.3 余弦形预制双曲梁隔振器的振动传递率 |
| 7.3.4 参数对隔振器隔振性能的影响 |
| 7.4 负刚度超材料抗冲击船底结构设计与性能分析 |
| 7.4.1 负刚度超材料抗冲击船底结构 |
| 7.4.2 砰击载荷下负刚度超材料船底结构抗冲击性能分析 |
| 7.4.3 船体局部砰击响应结果评估 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（4）基于支持向量回归算法的船型优化设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 船型优化设计国外研究现状 |
| 1.2.2 船型优化设计国内研究现状 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 第二章 基于SBD的船型优化设计框架 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 几何参数化变形技术 |
| 2.2.1 Lackenby变换法 |
| 2.2.2 船型融合法 |
| 2.2.3 参数化设计法 |
| 2.2.4 Bezier Patch法 |
| 2.2.5 基于CAD的设计法 |
| 2.2.6 自由变形法 |
| 2.3 水动力性能数值预报方法 |
| 2.3.1 控制方程 |
| 2.3.2 湍流模型 |
| 2.3.3 VOF法 |
| 2.4 优化算法 |
| 2.4.1 遗传算法 |
| 2.4.2 粒子群算法 |
| 2.5 Pareto支配关系 |
| 2.6 近似理论 |
| 2.6.1 样本点选取 |
| 2.6.2 代理模型算法 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 基于支持向量回归算法的代理模型构造方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 线性支持向量回归算法 |
| 3.3 核函数 |
| 3.4 序列最小最优化算法 |
| 3.5 基于支持向量回归算法的代理模型构建方法 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 多航速点阻力优化研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 研究对象 |
| 4.3 数值计算设置及精度验证 |
| 4.3.1 数值模型 |
| 4.3.2 计算精度验证 |
| 4.4 系列60 船型双航速点阻力性能优化 |
| 4.4.1 优化目标 |
| 4.4.2 几何重构 |
| 4.4.3 设计变量选取 |
| 4.4.4 代理模型构建及精度分析 |
| 4.4.5 优化计算 |
| 4.5 最优船型性能验证 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 侧推器非定常问题的优化研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 研究对象 |
| 5.3 数值计算设置及精度验证 |
| 5.3.1 模型试验 |
| 5.3.2 数值模型及网格划分策略 |
| 5.3.3 计算精度验证 |
| 5.4 侧推器性能优化 |
| 5.4.1 优化目标 |
| 5.4.2 几何重构及设计参数选择 |
| 5.4.3 代理模型构建及精度分析 |
| 5.4.4 优化计算 |
| 5.5 最优船型性能验证 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 低速肥大型船快速性能优化研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 研究对象 |
| 6.3 针对总阻力及伴流质量的双目标优化 |
| 6.3.1 模型试验 |
| 6.3.2 数值模型 |
| 6.3.3 计算精度验证 |
| 6.3.4 优化目标确定 |
| 6.3.5 几何重构及设计变量选择 |
| 6.3.6 代理模型构建及精度分析 |
| 6.3.7 优化计算 |
| 6.3.8 最优船型性能验证 |
| 6.4 针对实船尺度收到效率的单目标优化 |
| 6.4.1 模型试验 |
| 6.4.2 数值模型 |
| 6.4.3 计算精度验证 |
| 6.4.4 优化目标 |
| 6.4.5 代理模型构建及精度分析 |
| 6.4.6 优化计算 |
| 6.4.7 优化结果验证 |
| 6.5 两种优化方法对比 |
| 6.6 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表与录用的学术论文 |
| 致谢 |
（5）基于改进粒子群算法的油船结构优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 船舶结构优化方法研究现状 |
| 1.2.1 传统优化算法 |
| 1.2.2 进化优化算法 |
| 1.2.3 直接计算法 |
| 1.3 粒子群算法改进的研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 2 油船舱段结构有限元分析 |
| 2.1 船型参数说明 |
| 2.2 舱段有限元分析模型 |
| 2.2.1 舱段模型坐标系 |
| 2.2.2 舱段模型范围 |
| 2.2.3 划分网格 |
| 2.2.4 设置材料属性 |
| 2.2.5 舱段模型的建立 |
| 2.3 载荷计算 |
| 2.4 边界条件施加 |
| 2.5 计算工况 |
| 2.6 舱段强度计算结果 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 舱段结构灵敏度分析与样本获取 |
| 3.1 灵敏度分析理论 |
| 3.2 ISIGHT软件DOE方法 |
| 3.3 舱段结构灵敏度分析 |
| 3.3.1 设计变量 |
| 3.3.2 质量灵敏度 |
| 3.3.3 最大等效应力灵敏度 |
| 3.3.4 剪应力灵敏度 |
| 3.4 获取样本数据 |
| 3.4.1 正交设计法 |
| 3.4.2 试验方案 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 粒子群优化BP神经网络算法 |
| 4.1 BP神经网络 |
| 4.1.1 BP算法 |
| 4.1.2 BP神经网络参数选取 |
| 4.1.3 BP神经网络训练与检测 |
| 4.1.4 BP神经网络的缺点 |
| 4.2 粒子群算法 |
| 4.2.1 粒子群算法概述 |
| 4.2.2 标准粒子群算法的数学模型 |
| 4.2.3 标准粒子群算法的计算流程 |
| 4.2.4 粒子群算法的参数选择 |
| 4.3 粒子群算法的多样性研究 |
| 4.3.1 粒子群算法多样性概述 |
| 4.3.2 种群多样性测量方法 |
| 4.4 粒子群优化BP神经网络算法 |
| 4.4.1 概述 |
| 4.4.2 PSO-BP神经网络基本原理 |
| 4.4.3 PSO-BP神经网络算法仿真分析 |
| 4.4.4 PSO-BP神经网络算法的局限性 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 粒子群优化BP神经网络算法的改进及应用 |
| 5.1 PSO优化BP神经网络算法的改进策略 |
| 5.1.1 基于多区间的粒子位置初始化 |
| 5.1.2 混沌扰动策略 |
| 5.1.3 SMPSO-BP神经网络算法步骤 |
| 5.1.4 SMPSO-BP神经网络算法仿真分析 |
| 5.2 舱段结构优化 |
| 5.2.1 船舶结构优化设计的概念 |
| 5.2.2 优化方案 |
| 5.2.3 优化结果及分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）基于CFD的低速肥大型船线型优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外船型优化研究现状 |
| 1.2.1 船型优化方法研究 |
| 1.2.2 船体曲面几何变形方法 |
| 1.2.3 近似技术 |
| 1.3 论文研究的技术路线及组织结构 |
| 第2章 船舶水动力性能优化内涵及框架 |
| 2.1 船舶水动力性能优化框架 |
| 2.2 船舶水动力性能优化内涵 |
| 2.3 船舶水动力性能优化的关键技术 |
| 2.3.1 船体曲面几何变形方法 |
| 2.3.2 CFD技术 |
| 2.3.3 优化算法 |
| 2.3.4 近似技术 |
| 2.3.5 船舶水动力性能多学科综合优化平台简介 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 46000DWT油船的船体曲面变形技术 |
| 3.1 船体曲面变形方法研究现状 |
| 3.1.1 半参数化方法 |
| 3.1.2 全参数化方法 |
| 3.2 基于径向基插值的船体曲面修改方法 |
| 3.2.1 径向基函数 |
| 3.2.2 插值方程的建立 |
| 3.3 46000DWT油船的船体曲面变形 |
| 3.3.1 控制横剖曲线的变形 |
| 3.3.2 控制水线及甲板边线的变形 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 46000DWT油船阻力性能数值计算及模型试验验证 |
| 4.1 船舶总阻力的数值计算 |
| 4.1.1 FINE/MARINE的计算原理 |
| 4.1.2 计算域和边界条件 |
| 4.1.3 网格划分 |
| 4.1.4 数值计算结果分析 |
| 4.2 船模试验验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 46000DWT油船阻力性能近似模型的建立 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 常用的近似模型 |
| 5.2.1 多项式响应面模型 |
| 5.2.2 Kriging模型 |
| 5.2.3 径向基函数网络 |
| 5.2.4 BP神经网络模型 |
| 5.3 常用的样本点选取方法 |
| 5.3.1 均匀试验设计 |
| 5.3.2 拉丁超立方试验设计 |
| 5.4 46000DWT油船阻力性能近似模型建立 |
| 5.4.1 优化变量的选择及范围的确定 |
| 5.4.2 优化设计空间采样 |
| 5.4.3 近似模型建立及验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 46000DWT油船型线总阻力优化 |
| 6.1 优化数学模型建立 |
| 6.1.1 优化变量选择 |
| 6.1.2 优化目标及约束条件 |
| 6.2 优化流程 |
| 6.3 优化及结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文主要工作总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）基于均匀试验的矮塔斜拉桥地震响应下参数优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 矮塔斜拉桥抗震优化研究必要性 |
| 1.3 矮塔斜拉桥抗震优化研究现状 |
| 1.3.1 矮塔斜拉桥抗震优化研究成果 |
| 1.3.2 矮塔斜拉桥抗震优化研究的不足 |
| 1.4 结构优化设计概述 |
| 1.4.1 结构优化的主要内容 |
| 1.4.2 结构优化的常用算法 |
| 1.5 主要研究技术路线 |
| 第二章 矮塔斜拉桥梁的有限元计算理论 |
| 2.1 静力作用下的有限元求解 |
| 2.2 地震作用下的有限元求解 |
| 2.2.1 桥梁自振特性的分析 |
| 2.2.2 单自由度体系最大地震力的计算 |
| 2.3 反应谱法 |
| 2.3.1 反应谱概念 |
| 2.3.2 规范反应谱 |
| 2.3.3 弹性反应谱法 |
| 2.3.4 弹塑性反应谱法 |
| 2.3.5 反应谱法的振型组合方法 |
| 2.3.6 反应谱法的优缺点 |
| 2.4 动态时程分析法 |
| 2.4.1 非线性时程分析原理 |
| 2.4.2 非线性时程分析的主要要素 |
| 第三章 矮塔斜拉桥梁的抗震优化要素研究 |
| 3.1 优化变量 |
| 3.1.1 上部结构优化变量的确定 |
| 3.1.2 下部结构优化变量的确定 |
| 3.2 优化目标 |
| 3.3 地震作用下的约束条件 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于均匀试验的矮塔斜拉桥参数动力优化研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.1.1 基于强度的抗震设计 |
| 4.1.2 基于性能的抗震设计 |
| 4.2 工程背景 |
| 4.2.1 工程概况 |
| 4.2.2 设计标准 |
| 4.3 有限元分析模型的建立 |
| 4.3.1 材料特性 |
| 4.3.2 混凝土收缩徐变模式 |
| 4.3.3 有限元模型建立过程 |
| 4.3.4 有限元模型建立 |
| 4.4 设计参数的选择 |
| 4.5 运用均匀设计法进行设计参数组合 |
| 4.5.1 均匀设计简介 |
| 4.5.2 均匀设计表的选择及水平因素展列 |
| 4.6 基于动力时程分析方法进行分析计算 |
| 4.6.1 结构自振特性分析 |
| 4.6.2 动力时程地震波的选取 |
| 4.7 动力弹性时程的地震响应优化分析 |
| 4.8 动力弹塑性时程的地震响应优化分析 |
| 4.9 运用TOPSIS理想点法进行多目标优化 |
| 4.9.1 TOPSIS理想点法基本原理 |
| 4.9.2 TOPSIS理想点法基本步骤 |
| 4.9.3 建立TOPSIS理想点法数学模型 |
| 4.10 本章小节 |
| 第五章 结论及展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）基于灵敏度和响应面的有限元模型修正及软件开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 有限元模型修正的方法和理论 |
| 1.2.1 矩阵型修正方法 |
| 1.2.2 参数型模型修正方法 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 基于响应面法的有限元模型修正 |
| 1.3.2 基于灵敏度法的有限元模型修正 |
| 1.3.3 有限元模型修正技术的软件实现 |
| 1.3.4 研究现状分析 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 基于灵敏度分析的模型修正理论与技术 |
| 2.1 基于灵敏度分析的理论和方法 |
| 2.1.1 理论基础 |
| 2.1.2 初始有限元建模与试验建模 |
| 2.1.3 振型扩充/缩聚 |
| 2.1.4 试验模型与有限元模型的相关性分析 |
| 2.1.5 灵敏度分析 |
| 2.1.6 特征量残差计算 |
| 2.2 模型修正技术相关问题研究 |
| 2.2.1 模态振型的匹配 |
| 2.2.2 灵敏度数值求解 |
| 2.3 螺栓板的有限元模型修正 |
| 2.3.1 螺栓板的有限元模型和试验模型 |
| 2.3.2 模型修正 |
| 2.3.3 引入非灵敏变量对模型修正的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于响应面法的有限元模型修正理论 |
| 3.1 实验设计方法 |
| 3.1.1 全因子设计法 |
| 3.1.2 正交实验设计 |
| 3.1.3 中心复合设计 |
| 3.1.4 均匀设计法 |
| 3.2 参数选择和响应面拟合 |
| 3.2.1 参数选择 |
| 3.2.2 响应面模型的拟合 |
| 3.3 精度检验和参数优化 |
| 3.3.1 精度检验 |
| 3.3.2 参数优化 |
| 3.4 基于响应面法的螺栓板有限元模型修正 |
| 3.4.1 实验设计 |
| 3.4.2 参数筛选响应面拟合 |
| 3.4.3 响应面模型精度检验 |
| 3.4.4 模型修正 |
| 3.5 灵敏度方法和响应面方法的对比分析 |
| 3.5.1 修正速度 |
| 3.5.2 修正精度 |
| 3.5.3 两种方法的对比 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 模型修正软件的开发 |
| 4.1 设计思路 |
| 4.2 开发环境 |
| 4.2.1 ANSYS |
| 4.2.2 MATLAB |
| 4.3 模型修正软件实现技术 |
| 4.3.1 软件总体修正流程 |
| 4.3.2 ANSYS数据读取 |
| 4.3.3 试验结果文件的读取 |
| 4.4 软件框架及运行界面 |
| 4.4.1 软件的设计框架 |
| 4.4.2 软件的主界面 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 模型修正技术在往复式压缩机扭振方面的应用 |
| 5.1 往复式压缩机扭振分析的理论基础 |
| 5.1.1 计算模型的建立 |
| 5.1.2 压缩机轴系当量系统的扭振分析 |
| 5.2 往复式压缩机轴系扭振性能修改 |
| 5.2.1 压缩机轴系当量系统的建立 |
| 5.2.2 扭振分析及模型修改 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（9）三体船三维时域波浪载荷计算方法研究及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究工作的目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 三体船载荷计算的发展概况 |
| 1.2.2 三体船模型试验的发展概况 |
| 1.2.3 三体船波浪载荷计算与模型试验存在的不足 |
| 1.3 本文的主要工作和创新点 |
| 第2章 三体船载荷模型试验研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 船体载荷试验技术的基本原理 |
| 2.2.1 相似理论 |
| 2.2.2 三体船模型设计 |
| 2.2.3 载荷测量方法 |
| 2.3 三体船模型载荷试验 |
| 2.4 三体船试验数据分析 |
| 2.4.1 规则波下三体船的运动与载荷 |
| 2.4.2 不规则波下三体船的运动与载荷 |
| 2.4.3 三体船的砰击压力分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于时域Rankine源的三体船载荷计算方法研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 流场描述和基本假设 |
| 3.3 边界积分方程 |
| 3.3.1 扰动速度势的定解条件 |
| 3.3.2 扰动势满足的边界积分方程 |
| 3.3.3 边界条件线性化处理 |
| 3.4 自由面条件的求解 |
| 3.4.1 基于Runge-Kutta的时间步进求解 |
| 3.4.2 阻尼层布置 |
| 3.4.3 滤波处理 |
| 3.5 三体船时域运动微分方程 |
| 3.6 砰击力的求解 |
| 3.6.1 动量砰击理论 |
| 3.6.2 三体船砰击力 |
| 3.7 不规则波的模拟 |
| 3.8 船体剖面载荷计算 |
| 3.9 三体船网格划分 |
| 3.9.1 B样条曲面的基本理论 |
| 3.9.2 三体船湿表面网格划分 |
| 3.9.3 三体船自由面网格划分 |
| 3.10 数值计算分析 |
| 3.10.1 平滑函数的设置及其影响分析 |
| 3.10.2 砰击力的施加及其影响分析 |
| 3.10.3 网格数量以及截面域的影响分析 |
| 3.10.4 三体船运动与载荷预报分析 |
| 3.10.5 理论预报和试验对比分析 |
| 3.11 本章小结 |
| 第4章 基于时域匹配法的三体船载荷计算方法研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 时域匹配法的基本理论 |
| 4.2.1 时域匹配流场的建立 |
| 4.2.2 辐射问题的数值求解 |
| 4.2.3 绕射问题数值求解 |
| 4.3 三体船时域运动方程 |
| 4.4 时域自由面Green函数的数值计算 |
| 4.5 三体船控制面网格划分 |
| 4.6 数值计算分析 |
| 4.6.1 数值模拟的稳定性分析 |
| 4.6.2 砰击力的施加及其影响分析 |
| 4.6.3 网格数量以及截面域的影响分析 |
| 4.6.4 三体船运动与载荷预报分析 |
| 4.6.5 三体船载荷计算方法的综合分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 三体船设计载荷计算与结构强度评估 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 三体船设计载荷计算 |
| 5.2.1 三体船规范设计载荷计算 |
| 5.2.2 基于载荷预报的设计载荷计算 |
| 5.3 基于设计波法的三体船结构强度直接计算 |
| 5.3.1 三体船设计波方法 |
| 5.3.2 三体船总纵强度评估 |
| 5.3.3 三体船结构屈服强度评估 |
| 5.3.4 三体船结构屈曲强度评估 |
| 5.4 三体船结构疲劳强度评估 |
| 5.5 算例分析 |
| 5.5.1 三体船设计波工况的确立 |
| 5.5.2 三体船结构强度评估 |
| 5.5.3 载荷预报方法对于结构强度评估的影响 |
| 5.6 三体船载荷预报与结构强度评估体系 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 附录A 三体船屈服强度评估结果 |
| 附录B 三体船屈曲强度评估结果 |
（10）基于均匀设计实验的框架结构分步式损伤识别方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 结构损伤识别介绍 |
| 1.2.1 结构损伤的分类 |
| 1.2.2 结构损伤识别研究的发展历程 |
| 1.3 结构损伤识别方法综述 |
| 1.3.1 传统检测方法 |
| 1.3.2 静态检测方法 |
| 1.3.3 基于结构动力特性的模态识别 |
| 1.3.4 模型修正法 |
| 1.3.5 基于计算智能方法的损伤识别 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 第2章 基于神经网络的损伤识别方法 |
| 2.1 人工神经网络概述 |
| 2.1.1 人工神经网络的发展 |
| 2.1.2 BP神经网络的特性 |
| 2.2 结构损伤识别BP神经网络的建立 |
| 2.2.1 模式识别与神经网络 |
| 2.2.2 损伤识别BP神经网络的构建 |
| 2.2.3 BP神经网络的改进 |
| 2.3 损伤识别神经网络的算例验证 |
| 2.3.1 Benchmark模型介绍 |
| 2.3.2 Benchmark模型损伤的神经网络识别 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 分步式框架结构损伤识别方法 |
| 3.1 框架结构损伤指标的选取 |
| 3.1.1 基于频率变化的损伤指标 |
| 3.1.2 基于振型变化的损伤指标 |
| 3.1.3 结构损伤指标的算例验证 |
| 3.2 分步式框架结构损伤识别过程 |
| 3.2.1 分步式框架结构损伤识别方法的提出 |
| 3.2.2 分步式框架结构损伤识别方法的运用 |
| 3.3 分步式框架结构损伤识别方法算例验证 |
| 3.3.1 模型介绍 |
| 3.3.2 损伤识别结果 |
| 3.3.3 损伤识别结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于均匀设计实验的框架结构损伤识别方法 |
| 4.1 均匀设计方法概述 |
| 4.1.1 均匀设计方法的产生 |
| 4.1.2 均匀设计实验的构造 |
| 4.2 基于均匀设计的正分析模型修正原理 |
| 4.2.1 正分析模型修正原理 |
| 4.2.2 均匀设计优化正分析计算量 |
| 4.3 均匀设计框架结构分步式损伤识别方法 |
| 4.3.1 基于均匀设计实验的样本数优化 |
| 4.3.2 识别结果对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 不同形式框架均匀设计损伤识别分析 |
| 5.1 不规则混凝土框架损伤识别算例 |
| 5.1.1 不规则框架模型介绍 |
| 5.1.2 构建实验方案 |
| 5.1.3 识别结果 |
| 5.1.4 不规则框架损伤识别结果分析 |
| 5.2 层间变截面混凝土框架损伤识别算例 |
| 5.2.1 层间变截面框架模型介绍 |
| 5.2.2 识别结果 |
| 5.2.3 层间变截面框架损伤识别结果分析 |
| 5.3 两侧变截面混凝土框架损伤识别算例 |
| 5.3.1 两侧变截面框架模型介绍 |
| 5.3.2 识别结果 |
| 5.3.3 两侧变截面框架损伤识别结果分析 |
| 5.4 钢框架损伤识别算例 |
| 5.4.1 钢框架模型介绍 |
| 5.4.2 识别结果 |
| 5.4.3 钢框架损伤识别结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要内容与结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况 |
| 致谢 |
四、均匀设计法在船舶设计中的应用（论文参考文献）
- [1]QZS隔振平台减振机理及其优化研究[D]. 李静. 安徽工程大学, 2020(04)
- [2]双体游艇有限元强度分析及结构优化研究[D]. 康财杰. 电子科技大学, 2020(07)
- [3]船舶负刚度超材料与结构的设计方法和性能研究[D]. 任晨辉. 上海交通大学, 2020(01)
- [4]基于支持向量回归算法的船型优化设计研究[D]. 冯榆坤. 上海交通大学, 2020(01)
- [5]基于改进粒子群算法的油船结构优化研究[D]. 孟松. 大连海事大学, 2019(06)
- [6]基于CFD的低速肥大型船线型优化研究[D]. 叶萌. 武汉理工大学, 2019(08)
- [7]基于均匀试验的矮塔斜拉桥地震响应下参数优化研究[D]. 字学强. 昆明理工大学, 2018(04)
- [8]基于灵敏度和响应面的有限元模型修正及软件开发[D]. 张腾飞. 中国石油大学(华东), 2018(07)
- [9]三体船三维时域波浪载荷计算方法研究及其应用[D]. 唐浩云. 哈尔滨工程大学, 2018(01)
- [10]基于均匀设计实验的框架结构分步式损伤识别方法研究[D]. 唐文奇. 青岛理工大学, 2018(06)