本文關鍵詞：船體曲面參數(shù)化自動設計方法

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【摘要】：隨著船體曲面設計和性能計算的快速發(fā)展，，在二者之間建立有效直接的聯(lián)系顯得愈來愈重要相比傳統(tǒng)的反復循環(huán)高度交互的工作，一種直接和即時反饋的設計方法應運而生船體曲面參數(shù)化自動設計方法在本文中被作為一種設計方式提出，將船體曲面以嚴格的數(shù)學模型來描述和生成，使其具有嚴謹?shù)膮?shù)連續(xù)性和唯一性，為性能計算和參數(shù)優(yōu)化提供基礎，從原理性的角度在船體曲面的設計和評估之間建立一種系統(tǒng)或直接的反饋，以較少的設計參數(shù)實現(xiàn)盡可能便捷和全面的曲面設計該方法以性能需求驅(qū)動的方式來實現(xiàn)，設計者通過給定參數(shù)獲得相應條件下的優(yōu)化船體曲面及其性能的反饋設計過程包括：船體曲面模型的建立，船體曲面性能的評估以及建立直接反饋的優(yōu)化設計其中曲面形狀約束條件構成的非線性優(yōu)化問題由遺傳算法進行搜索實現(xiàn) 第一章，介紹了本文研究意義和研究現(xiàn)狀，涉及參數(shù)化設計，計算機輔助概念設計，計算機輔助幾何設計，船體阻力和優(yōu)化設計等學科領域，包括了參數(shù)化設計及概念設計，船體曲面的表達，船體阻力性能的計算以及優(yōu)化計算部部分及其各自的研究和發(fā)展的現(xiàn)狀 第二章中，船體曲面的基本特征曲線被分類和定義，包括橫截面面積曲線，半寬水線面曲線和各站在水線以下的橫截面曲線其中橫截面面積曲線和半寬水線面曲線采用B-spline曲線來約束和定義，橫截面曲線由多項式函數(shù)定義 第三章，船體的曲線框架被進一步完善，包括水線以上的截面曲線部分，截面曲線的樣條曲線擬合，船體的中縱剖面曲線和甲板邊線，將船體曲面的表達延伸至水線以上的部分船體曲面在框架的基礎上通過樣條曲面來生成，以連續(xù)的建模方式通過船體曲面及其特征曲線的若干基本參數(shù)來表達 第四章，在船體曲面參數(shù)模型建立的基礎上，船體曲面的光順度和阻力被作為自動設計的性能評估項進行計算曲面的光順度由離散能量法來評判，并在后續(xù)的優(yōu)化過程中作為目標函數(shù)之一來搜索尋優(yōu)，以完成光順度的處理阻力計算采用經(jīng)驗回歸公式來完成 第五章，以船體曲面的性能作為目標函數(shù)，以設計者給定的設計參數(shù)和特征曲線形狀的描述等式為約束條件，構成描述船體曲面及其性能的非線性優(yōu)化問題采用遺傳算法搜索在全局范圍內(nèi)搜索尋優(yōu)，以獲得能夠滿足設計要求的曲面參數(shù)變量，并將性能和曲面即時反饋給設計者，由其來判斷和決定下一步的設計策略設計方法在該部分內(nèi)容中被應用和舉例在實際的設計過程中
【關鍵詞】：樣條曲面 船體曲面 優(yōu)化設計 設計方法 遺傳算法
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U662
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 研究背景和目的11-13
• 1.2 曲面參數(shù)化設計及概念設計的意義與研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 船體曲面表達的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4 曲面光順度研究現(xiàn)狀18-19
• 1.5 船體阻力計算研究現(xiàn)狀19-20
• 1.6 船體優(yōu)化設計研究現(xiàn)狀20-22
• 1.7 本課題研究的主要工作與思路22-24
• 第二章 船體基本特征曲線的定義24-41
• 2.1 船體約束參數(shù)24-26
• 2.2 橫截面面積曲線的約束定義26-34
• 2.2.1 樣條曲線與控制頂點27-30
• 2.2.2 曲線非線性約束條件30-33
• 2.2.3 曲線變化的討論與算例33-34
• 2.3 半寬水線面曲線的約束定義34-39
• 2.3.1 控制頂點與約束條件35-37
• 2.3.2 曲線變化的討論和算例37-39
• 2.4 橫截面曲線的約束定義39-40
• 2.5 本章小結40-41
• 第三章 船體曲面模型的建立41-51
• 3.1 船體曲面建立的準備41-45
• 3.1.1 水線以上的截面曲線41-42
• 3.1.2 曲線變化的討論與算例42-43
• 3.1.3 船體中縱剖面曲線43
• 3.1.4 船體甲板邊線43-44
• 3.1.5 截面線的樣條曲線擬合44-45
• 3.2 船體曲線框架45-48
• 3.3 船體曲面48-49
• 3.3.1 曲面的定義48-49
• 3.3.2 曲面的生成49
• 3.4 本章小結49-51
• 第四章 船體曲面性能的評估51-56
• 4.1 曲面的光順性51-52
• 4.1.1 光順性的評判51-52
• 4.1.2 光順性的處理52
• 4.2 船體阻力性能估算52-55
• 4.3 本章小結55-56
• 第五章 優(yōu)化搜索與應用56-66
• 5.1 優(yōu)化設計56-59
• 5.1.1 設計流程56-58
• 5.1.2 非線性規(guī)劃問題58-59
• 5.2 遺傳算法59-61
• 5.3 設計方法應用與算例61-65
• 5.4 本章小結65-66
• 結論與展望66-68
• 參考文獻68-72
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果72-73
• 致謝73-74
• 附件74

【參考文獻】

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本文編號：526814