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船舶结构理性设计方法热点问题与展望

孙利,  王德禹

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孙利, 王德禹. 船舶结构理性设计方法热点问题与展望[J]. 中国舰船研究, 2012, 7(5): 8-13. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.002
引用本文: 孙利, 王德禹. 船舶结构理性设计方法热点问题与展望[J]. 中国舰船研究, 2012, 7(5): 8-13. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.002
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SUN Li, WANG Deyu. Development of the Rational-Based Design Method in Ship Structural Designs[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2012, 7(5): 8-13. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.002
Citation: SUN Li, WANG Deyu. Development of the Rational-Based Design Method in Ship Structural Designs[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2012, 7(5): 8-13. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.002
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船舶结构理性设计方法热点问题与展望

doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.002

  • 1 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海2002402 中国船舶及海洋工程设计研究院,上海200011

基金项目: 教育部与财政部共同资助项目（200512）；海洋工程国家重点实验室项目（GKZD010053-10）
详细信息
    作者简介:

    孙利（1986-），男，硕士研究生。研究方向：船舶与海洋结构物优化设计。王德禹（1963-），男，博士，教授。研究方向：结构优化、船舶与海洋结构物振动和疲劳分析。

    通讯作者:

    王德禹

  • 中图分类号: U662.2

Development of the Rational-Based Design Method in Ship Structural Designs

  • 1 School of Naval Architecture,Ocean and Civil Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China2 Marine Design and Research Institute of China,Shanghai 200011,China

More Information
    Corresponding author: WANG Deyu

  • 摘要: 介绍了船舶结构理性设计方法的理念、特点和意义，解释了它与传统的单纯依赖于设计者的经验或规范的设计方法的区别与优势。针对理性设计方法的基于计算机辅助计算和优化策略与算法的特点介绍该设计方法在应用中存在的问题，包括计算成本较大以及参数化建模困难等。并针对这些问题对国内外开展的相关研究及其进展进行了总结。最后，展望了船舶结构理性设计方法在船舶设计领域的应用前景。
    Abstract: In this paper，the concept，characteristic and significance of the rational-based design method in ship structural designs were introduced. Firstly，the differences between the conventional rule-based （or experience-based）design method and the one presented here were described. Next，with the consideration that the rational-based design method is both computer-based and optimization-based，its defects and limitations in practical applications were introduced，i.e. high costs in computation and difficulties in parametric modeling. Finally，some domestic and foreign research works related to these limitations were summarized and discussed in detail，and some application prospects of this method in ship structural designs were proposed.
  • [1] HUGHES O F. Ship structural design：a rationallybased，computer-aided，optimization approach[M].New York：Wiley，1983.
    [2] HUGHES O F，MISTREE F，ZANIC V. Practical method for the rational design of ship structures[J]. Journalof Ship Research，1980，24（2）：101-113.
    [3] RAHMAN M K. Multilevel optimization applied to hullgirder design using three panel forms[J]. Structuraland Multidisciplinary Optimization，1994，7（1）：126-137.
    [4] SUN L，WANG D Y. A new rational-based optimal design strategy of ship structure based on multi-levelanalysis and super-element modeling method[J]. Journal of Marine Science and Application，2011，10（3）：272-280.
    [5] SATISH K Y，MUKHOPADHYAY M. Finite elementanalysis of ship structures using a new stiffened plateelement[J]. Applied Ocean Research，2000，22（6）：361-374.
    [6] NAAR H，VARSTA P，KUJALA P. A theory of coupledbeams for strength assessment of passenger ships[J].Marine Structures，2004，17（8）：590-611.
    [7] ANDRIC J，ZANIC V. The global structural responsemodel for multi-deck ships in concept design phase[J]. Ocean Engineering，2010，37（8/9）：688-704.
    [8] WANG G G，SHAN S. Review of metamodeling techniques in support of engineering design optimization[J]. Journal of Mechanical Design，2007，129：370-380.
    [9] JONES D R，SCHONLAU M，WELCH W J. Efficientglobal optimization of expensive black-box functions[J]. Journal of Global Optimization，1998，13（4）：455-492.
    [10] ARAI M，SHIMIZU T，SUZUKI T. Optimization oftransverse bulkhead design by response surface methodology[J]. Journal of the Kansai Society of Naval Architects，Japan，2000（234）：237-244.
    [11] SUZUKI T，ARAI M，SHIMIZU T. On the applicationof Response Surface Methodology to the optimizationof ship structural design[J]. ClassNK Technical Bulletin，2001，19：39-47.
    [12] GOU P，LIU W，CUI W C，A comparison of approximation methods for multidisciplinary design optimization of ship structures[J]. Journal of Ship Mechanis，2007，11（6）：913-923.
    [13] SACKS J. Design and analysis of computer experiments[J]. Statistical Science，1989，4（4）：409-423.
    [14] SIMON S，HAYKIN. Neural networks：a comprehensive foundation[M]. London：Prentice-Hall，1999.
    [15] 邵雄飞. 基于直接计算的大型油船结构优化设计[D]. 镇江：江苏科技大学，2007.
    [16] VAPNIK V.Statistical learning theory[M]. New York：Wiley，1998.
    [17] NANDI S. Hybrid process modeling and optimizationstrategies integrating neural networks/support vectorregression and genetic algorithms：study of benzeneisopropylation on Hbeta catalyst[J]. Chemical Engineering Journal，2004，97（2/3）：115-129.
    [18] 吕勇波. 基于支持向量机与遗传算法的结构优化研究[D]. 武汉：华中科技大学，2007.
    [19] 冯国庆，赵楠，任慧龙，等. 基于PCL的散货船直接强度评估系统开发[J]. 船海工程，2011，40（2）：5-8.FENG G Q，ZHAO N，REN H L，et al. Developmentof direct strength assessment system for bulk carrierbased on Patran command language[J]. Ship andOcean Engineering，2011，40（2）：5-8.
    [20] 窦培林，胡礼明. 基于TRIBON 数据快速建立全船有限元模型的研究[J]. 船舶工程，2009，31（5）：44-46，51.DOU P L，HU L M. Study on quick finite elementmodeling of the whole ship based on the TRIBON data[J]. Ship Engineering，2009，31（5）：44-46，51.
    [21] 张丽. 巴拿马型集装箱船结构优化设计研究[D].上海：上海交通大学，2008.
    [22] 曾文源. 舰船结构有限元参数化建模与优化研究[D]. 哈尔滨：哈;l;;lll在工程大学，2005.
    [23] 秦洪德，王艳艳. 船舶结构优化设计的研究进展[C]/船舶力学学术会议暨《船舶力学》创刊十周年纪念学术会议. 银川，2007.
    [24] BRINTRUP A M，RAMSDEN J，TIWARI A. An interactive genetic algorithm-based framework for handling qualitative criteria in design optimization[J].Computers in Industry，2007，58（3）：279-291.
    [25] ZIMMERMANN M，BRONSART R，STENZEL K.Knowledge based engineering methods for ship structural design [C]/12th International Conference onComputer Applications in Shipbuilding （ICCAS），2005.
    [26] GRAUER M，BARTH T，THILO F. Grid-based computing for multidisciplinary analysis and optimization[C]/10th AIAA/ISSMO Multidisciplinary Analysisand Optimization Conference，2004.
    [27] KERE P，LENTO J. Design optimization of laminatedcomposite structures using distributed grid resources[J]. Composite structures，2005，71（3/4）：435-438.
    [28] WANG L，TANG F，WU H. Hybrid genetic algorithmbased on quantum computing for numerical optimization and parameter estimation[J]. Applied Mathematics and Computation，2005，171（2）：1141-1156.
    [29] WANG L，NIU Q，FEI M. A novel quantum ant colony optimization algorithm and its application to faultdiagnosis[J]. Transactions of the Institute of Measurement and Control，2008，30（3/4）：313-329.
    [30] WOLPERT D H，MACREADY W G. No free lunchtheorems for optimization[J]. IEEE Transactions onEvolutionary Computation，1997，1（1）：67-82.
  • [1] 佘小林, 杨德庆.  船舶舵机基座轻量化设计 . 中国舰船研究, 2020, 15(1): 170-176. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01661
    [2] 苏丽, 王锡淮, 肖健梅.  基于多目标优化算法的船舶微电网重构 . 中国舰船研究, 2020, 15(3): 169-176. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01534
    [3] 庞水, 杨楚平, 刘如磊, 吴昌脉, 林叶锦.  船舶微电网锂电池储能系统容量配置多目标优化方法 . 中国舰船研究, 2020, 15(6): 22-28. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01769
    [4] 张跃文, 孙晓磊, 丁亚委, 孙培廷.  船舶动力装置智能诊断系统设计 . 中国舰船研究, 2018, 13(6): 140-146. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01209
    [5] 刘东, 王春旭, 刘均, 张攀, 程远胜.  纵横加筋圆锥壳振动特性多目标优化设计 . 中国舰船研究, 2018, 13(1): 24-30. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2018.01.004
    [6] 刘雷, 金佳佳, 孙照清, 姜弢.  舰船系统间电磁兼容性的层次化优化方法 . 中国舰船研究, 2015, 10(2): 22-28. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2015.02.005
    [7] 李源源, 孙巍.  长桥楼上层建筑结构设计分析 . 中国舰船研究, 2014, 9(3): 57-61,68. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2014.03.008
    [8] 黄金锋, 许浒.  基于模板技术构建船舶螺旋桨设计平台 . 中国舰船研究, 2013, 8(1): 90-97. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2013.01.014
    [9] 周瑞.  舰船推进轴系校中的多目标优化计算方法 . 中国舰船研究, 2013, 8(3): 73-77. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2013.03.014
    [10] 周珂, 王德禹.  水下爆炸载荷下舰船结构的多目标优化 . 中国舰船研究, 2013, 8(6): 27-32. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2013.06.005
    [11] 宋波.  船舶能量管理系统设计研究 . 中国舰船研究, 2011, 6(2): 93-97. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2011.02.020
    [12] 徐振国.  主汽温PID参数整定的多目标遗传优化研究 . 中国舰船研究, 2011, 6(1): 64-68. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2011.01.012
    [13] 何力, 程远胜.  考虑声辐射特性的船舶板架结构动力优化设计 . 中国舰船研究, 2011, 6(5): 32-36. doi: 10.3969/j.issn.16733185.2011.05.007
    [14] 刘监波, 刘文玺, 周其斗, 吴崇健, 徐志云.  水下结构物舱壁振动控制的结构参数优化研究 . 中国舰船研究, 2010, 5(6): 21-25. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2010.06.005
    [15] 杨树涛, 姚熊亮, 张阿漫, 朱永凯.  基于ABAQUS的船舶搁浅数值仿真研究 . 中国舰船研究, 2009, 4(4): 1-6. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2009.04.001
    [16] 汪雪莲, 黄君.  遗传算法在船舶电缆布局优化设计中的应用研究 . 中国舰船研究, 2009, 4(4): 72-75,80. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2009.04.015
    [17] 杜昭晖.  缸体旋转式柱塞泵配油盘结构设计与分析 . 中国舰船研究, 2008, 3(2): 46-49. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2008.02.012
    [18] 李学斌, 甘霖.  舰船概念设计多目标优化和多属性决策研究 . 中国舰船研究, 2008, 3(3): 14-17,33. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2008.03.003
    [19] 梅志远, 沈全华, 朱锡, 候海量, 刘润泉.  中小型水面舰船抗毁伤结构设计初探 . 中国舰船研究, 2007, 2(6): 68-72. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2007.06.015
    [20] 石国政, 侯国祥, 方闯, 祝玉梅, 许士华.  船舶静力学计算及稳性衡准系统的设计和实现 . 中国舰船研究, 2006, 1(4): 1-06. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2006.04.001
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-12-26
  • 修回日期:  2012-05-03
  • 刊出日期:  2012-10-25

船舶结构理性设计方法热点问题与展望

doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.002
  • 1 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海2002402 中国船舶及海洋工程设计研究院,上海200011
    • 基金项目:  教育部与财政部共同资助项目（200512）；海洋工程国家重点实验室项目（GKZD010053-10）
    作者简介:

    孙利（1986-），男，硕士研究生。研究方向：船舶与海洋结构物优化设计。王德禹（1963-），男，博士，教授。研究方向：结构优化、船舶与海洋结构物振动和疲劳分析。

    通讯作者: 王德禹
  • 收稿日期: 2011-12-26
  • 修回日期: 2012-05-03
  • 刊出日期: 2012-10-25

  • 中图分类号: U662.2

摘要: 介绍了船舶结构理性设计方法的理念、特点和意义，解释了它与传统的单纯依赖于设计者的经验或规范的设计方法的区别与优势。针对理性设计方法的基于计算机辅助计算和优化策略与算法的特点介绍该设计方法在应用中存在的问题，包括计算成本较大以及参数化建模困难等。并针对这些问题对国内外开展的相关研究及其进展进行了总结。最后，展望了船舶结构理性设计方法在船舶设计领域的应用前景。

English Abstract

孙利, 王德禹. 船舶结构理性设计方法热点问题与展望[J]. 中国舰船研究, 2012, 7(5): 8-13. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.002
引用本文: 孙利, 王德禹. 船舶结构理性设计方法热点问题与展望[J]. 中国舰船研究, 2012, 7(5): 8-13. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.002
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SUN Li, WANG Deyu. Development of the Rational-Based Design Method in Ship Structural Designs[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2012, 7(5): 8-13. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.002
Citation: SUN Li, WANG Deyu. Development of the Rational-Based Design Method in Ship Structural Designs[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2012, 7(5): 8-13. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.002
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