發(fā)布時(shí)間：2023-02-06 11:54

　　船體曲面設(shè)計(jì)是船舶設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,非均勻有理B樣條是當(dāng)今船體曲面設(shè)計(jì)的主流方法。當(dāng)前船體曲面設(shè)計(jì)方法存在需要數(shù)據(jù)量大、定義數(shù)據(jù)冗余、不利于船體曲面的修改和光順,以及不利于高效利用優(yōu)化算法等弊端。另外,船體曲面設(shè)計(jì)仍然停留在曲線和曲面幾何特性與流場(chǎng)信息相分離的階段,并且普通優(yōu)化方法難以汲取設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)以指導(dǎo)優(yōu)化設(shè)計(jì),使得船體曲面設(shè)計(jì)難以達(dá)到智能化設(shè)計(jì)的目的。因此,論文在分析船體曲面特征基礎(chǔ)上,將NURBS與流曲線曲面造型方法相結(jié)合,提出了 NURBS流曲線船體曲面輕量參數(shù)化設(shè)計(jì)方法,用逼近方法取代插值方法,對(duì)智能求解策略進(jìn)行合理.設(shè)計(jì),并通過(guò)多艘實(shí)船的相關(guān)算例驗(yàn)證了所提出方法的有效性和實(shí)用性。為了提高設(shè)計(jì)效率和計(jì)算穩(wěn)定性,研究了用盡可能少的控制頂點(diǎn)去逼近水線和艏艉輪廓線,給出了輕量化逼近船體水線和艏艉輪廓線的數(shù)學(xué)模型,構(gòu)建了基于量子行為粒子群算法的船體水線和艏艉輪廓線逼近問(wèn)題的求解框架。針對(duì)水線和艏艉輪廓線的逼近設(shè)計(jì)特點(diǎn),引入記憶因子改進(jìn)量子行為粒子群算法求解輕量化水線逼近設(shè)計(jì)問(wèn)題,然后將免疫遺傳算法的免疫算子和量子行為粒子群算法相結(jié)合,設(shè)計(jì)了免疫量子行為粒子群算法,提出了自適應(yīng)約束進(jìn)...

【文章頁(yè)數(shù)】：186 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析
        1.2.1 基于NURBS船體曲面表達(dá)和設(shè)計(jì)方法
        1.2.2 流曲線曲面造型方法
    1.3 智能優(yōu)化算法基本理論
        1.3.1 量子行為粒子群算法
        1.3.2 遺傳算法
        1.3.3 文化算法
    1.4 研究?jī)?nèi)容和組織結(jié)構(gòu)
2 船體型線的特點(diǎn)及NURBS方法
    2.1 引言
    2.2 船體曲面特征線
        2.2.1 水線類型
        2.2.2 橫剖線類型
        2.2.3 船體曲面邊界特征線
    2.3 船體坐標(biāo)系
    2.4 NURBS技術(shù)
        2.4.1 B樣條基函數(shù)
        2.4.2 NURBS曲線
        2.4.3 NURBS曲面
        2.4.4 NURBS曲線和曲面的特性
        2.4.5 NURBS基本算法
        2.4.6 應(yīng)用NURBS構(gòu)造二次曲線
        2.4.7 NURBS構(gòu)造組合曲線
        2.4.8 蒙皮曲面
    2.5 小結(jié)
3 基于NURBS的船體水線輕量化逼近
    3.1 引言
    3.2 水線輕量化逼近控制頂點(diǎn)分布模型
    3.3 水線輕量化逼近設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型
        3.3.1 目標(biāo)函數(shù)
        3.3.2 設(shè)計(jì)變量
        3.3.3 輸入?yún)?shù)
        3.3.4 約束條件
    3.4 水線輕量化逼近的改進(jìn)量子行為粒子群算法
        3.4.1 改進(jìn)量子行為粒子群算法的計(jì)算過(guò)程
        3.4.2 改進(jìn)的量子行為粒子群算法描述
    3.5 算例
        3.5.1 特征水線逼近設(shè)計(jì)實(shí)例
        3.5.2 逼近曲面與原始曲面的對(duì)比
    3.6 小結(jié)
4 基于NURBS的艏艉輪廓線輕量化逼近
    4.1 引言
    4.2 艏輪廓線輕量化逼近控制頂點(diǎn)分布模型
        4.2.1 垂直式艏
        4.2.2 前傾式艏
        4.2.3 斜直式艏
        4.2.4 飛剪式艏
        4.2.5 破冰式艏
        4.2.6 球鼻式艏
    4.3 艏輪廓線輕量化逼近設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型
        4.3.1 目標(biāo)函數(shù)
        4.3.2 適應(yīng)度值函數(shù)
        4.3.3 設(shè)計(jì)變量
        4.3.4 輸入?yún)?shù)
        4.3.5 約束條件
    4.4 艉輪廓線輕量化逼近控制頂點(diǎn)分布模型
    4.5 艉輪廓線輕量化逼近設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型
        4.5.1 目標(biāo)函數(shù)
        4.5.2 適應(yīng)度值函數(shù)
        4.5.3 設(shè)計(jì)變量
        4.5.4 輸入?yún)?shù)
        4.5.5 約束條件
    4.6 艏艉輪廓線輕量化逼近的自適應(yīng)免疫量子行為粒子群算法
        4.6.1 量子行為粒子群算法的搜索機(jī)制
        4.6.2 自適應(yīng)約束演化策略
        4.6.3 免疫操作
        4.6.4 自適應(yīng)免疫量子行為粒子群算法的計(jì)算過(guò)程
        4.6.5 自適應(yīng)免疫量子行為粒子群算法描述
    4.7 實(shí)船算例
        4.7.1 艏艉輪廓線逼近設(shè)計(jì)算例
        4.7.2 其他曲線逼近方法的比較
    4.8 小結(jié)
5 NURBS流曲線及船體曲面垂向輕量參數(shù)化自行設(shè)計(jì)
    5.1 引言
    5.2 NURBS流曲線造型新方法
        5.2.1 流曲線造型的數(shù)值模型
        5.2.2 零流曲線的NURBS表示
        5.2.3 設(shè)計(jì)約束處理方法
        5.2.4 NURBS流曲線造型步驟
    5.3 基于吃水函數(shù)的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法
        5.3.1 水線類設(shè)計(jì)模型
        5.3.2 艏艉輪廓線設(shè)計(jì)方法
        5.3.3 最大橫剖面線設(shè)計(jì)方法
        5.3.4 平邊線
        5.3.5 吃水函數(shù)
        5.3.6 設(shè)計(jì)流程
    5.4 輕量化水線設(shè)計(jì)的知識(shí)引導(dǎo)優(yōu)化求解策略
        5.4.1 種群空間
        5.4.2 接受函數(shù)
        5.4.3 信念空間
        5.4.4 影響函數(shù)
        5.4.5 終止準(zhǔn)則
        5.4.6 求解步驟
    5.5 設(shè)計(jì)算例
        5.5.1 NURBS流曲線造型方法數(shù)值算例
        5.5.2 知識(shí)引導(dǎo)優(yōu)化求解策略工程算例
        5.5.3 船體曲面設(shè)計(jì)工程實(shí)例
    5.6 小結(jié)
6 基于NURBS的輕量化船體曲面逼近
    6.1 引言
    6.2 曲線逼近模型
        6.2.1 曲線一次逼近模型
        6.2.2 曲線二次逼近模型
    6.3 船體曲面逼近設(shè)計(jì)求解模型
        6.3.1 輸入?yún)?shù)
        6.3.2 設(shè)計(jì)變量
        6.3.3 約束條件
        6.3.4 目標(biāo)函數(shù)
    6.4 染色體長(zhǎng)度自適應(yīng)改變的遺傳算法
        6.4.1 染色體
        6.4.2 適應(yīng)度值函數(shù)
        6.4.3 選擇算子
        6.4.4 動(dòng)態(tài)交叉算子
        6.4.5 變異算子
        6.4.6 自適應(yīng)的交叉率和變異率
        6.4.7 終止準(zhǔn)則
    6.5 船體曲面逼近設(shè)計(jì)方法
    6.6 實(shí)船設(shè)計(jì)算例
        6.6.1 對(duì)有理截面線的曲面逼近設(shè)計(jì)
        6.6.2 對(duì)插值截面線的曲面逼近設(shè)計(jì)
    6.7 小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)摘要
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3735952