水下航行器是人類探索和開發(fā)海洋的重要工具,其主要由結(jié)構(gòu)、導(dǎo)航、控制、推進、能源等系統(tǒng)組成。其中,主體結(jié)構(gòu)由耐壓和非耐壓結(jié)構(gòu)等組成。耐壓結(jié)構(gòu)為大量設(shè)備提供了布置空間,非耐壓結(jié)構(gòu)決定了水下航行器的外形和舷外空間。主體結(jié)構(gòu)對于水下航行器的水動力、總布置、水下安全,乃至維護與使用等諸多方面均有重要的影響。水下航行器主體結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個典型的多學(xué)科、多目標(biāo)設(shè)計過程,傳統(tǒng)串行設(shè)計模式人為地割裂了其各子系統(tǒng)間的耦合關(guān)系,未能將其作為一個整體進行設(shè)計,難以獲得全局最優(yōu)結(jié)果。本文以一型水下航行器的主體結(jié)構(gòu)為研究對象,將多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化和參數(shù)化方法引入到其中,主要工作內(nèi)容如下:（1）在對于水下航行器主體結(jié)構(gòu)形式進行分析的基礎(chǔ)上,將其劃分為耐壓殼、非耐壓框架、輕外殼和總布置四個子系統(tǒng),明確了各子系統(tǒng)設(shè)計過程的變量,確定了變量之間的關(guān)系,采用STAR-CCM+、ABAQUS分別對于艇體阻力、耐壓殼結(jié)構(gòu)強度及穩(wěn)定性等進行了計算,通過與文獻及規(guī)范進行對比,驗證了數(shù)值計算方法的準確性。（2）基于編譯語言Python與Java分別對結(jié)構(gòu)有限元分析軟件ABAQUS和計算流體力學(xué)軟件STAR-CCM+宏文件進行了二次開發(fā),實... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 論文研究背景與目的意義
    1.2 多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化概述
        1.2.1 多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化的提出與發(fā)展
        1.2.2 多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化的概念定義
        1.2.3 多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化的研究內(nèi)容
    1.3 水下航行器多學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 論文的主要研究內(nèi)容
第2章 子系統(tǒng)設(shè)計與分析方法
    2.1 概述
    2.2 耐壓殼子系統(tǒng)設(shè)計
        2.2.1 耐壓殼體設(shè)計
        2.2.2 耐壓殼體結(jié)構(gòu)有限元理論
        2.2.3 基于有限元理論的耐壓殼結(jié)構(gòu)校核
    2.3 非耐壓框架子系統(tǒng)設(shè)計
        2.3.1 非耐壓框架結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.3.2 基于有限元理論的非耐壓框架結(jié)構(gòu)校核
    2.4 輕外殼子系統(tǒng)設(shè)計
        2.4.1 艇型設(shè)計
        2.4.2 計算流體力學(xué)基本理論
        2.4.3 湍流流場數(shù)值計算
    2.5 總布置子系統(tǒng)
    2.6 子系統(tǒng)間關(guān)系
    2.7 單元小結(jié)
第3章 多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化方法
    3.1 概述
    3.2 近似模型技術(shù)
        3.2.1 設(shè)計實驗方法
        3.2.2 數(shù)學(xué)建模方法
    3.3 優(yōu)化搜索策略
        3.3.1 單目標(biāo)搜索策略
        3.3.2 多目標(biāo)搜索策略
    3.4 本章小結(jié)
第4章 水下航行器主體結(jié)構(gòu)參數(shù)化建模與分析
    4.1 耐壓殼體子系統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計研究
        4.1.1 耐壓殼體子系統(tǒng)可行域確定
        4.1.2 基于Python語言的二次開發(fā)
        4.1.3 耐壓殼體結(jié)構(gòu)近似模型建立
        4.1.4 殼體參數(shù)對結(jié)構(gòu)性能影響分析
    4.2 非耐壓框架結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計研究
        4.2.1 非耐壓框架子系統(tǒng)可行域確定
        4.2.2 基于Python語言的二次開發(fā)
        4.2.3 非耐壓框架結(jié)構(gòu)近似模型建立
        4.2.4 框架參數(shù)對結(jié)構(gòu)性能影響分析
    4.3 輕外殼子系統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計研究
        4.3.1 輕外殼子系統(tǒng)可行域確定
        4.3.2 基于Java語言的二次開發(fā)
        4.3.3 回轉(zhuǎn)體輕外殼阻力近似模型建立
        4.3.4 艇體參數(shù)對阻力性能影響分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 協(xié)同優(yōu)化方法與優(yōu)化框架構(gòu)建
    5.1 引言
    5.2 協(xié)同優(yōu)化方法
        5.2.1 協(xié)同優(yōu)化方法的基本思想和框架結(jié)構(gòu)
        5.2.2 邊協(xié)同優(yōu)化方法的常見改進
    5.3 基于CO-(NSGA-Ⅱ)的水下航行器協(xié)同優(yōu)化框架構(gòu)建
        5.3.1 基于CO-(NSGA-Ⅱ)的多目標(biāo)優(yōu)化框架
        5.3.2 水下航行器主體結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化框架
    5.4 水下航行器主體結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化結(jié)果
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝



本文編號：3181402