船艉结构静动态多目标优化设计

黄海燕，林志祥，王德禹

（1.江苏科技大学 船舶与海洋工程学院，镇江 212003；2.云南农业大学 水利水电与建筑学院，昆明 650201 3.上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海200030）

船艉结构静动态多目标优化设计

黄海燕1，林志祥2，王德禹3

（1.江苏科技大学 船舶与海洋工程学院，镇江 212003；2.云南农业大学 水利水电与建筑学院，昆明 650201 3.上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海200030）

建立用于船体结构静动力学性能一体化设计优化的2种多目标优化模型：基于多目标遗传算法的多目标优化模型和基于多学科优化技术的多目标协同优化模型。模型均使用矩阵描述由板材厚度和骨材型号构成的离散设计变量集，以结构质量最小化和最大加速度最小化组成多目标函数。以某集装箱船艉部结构为例，对其进行了结构静力学、动力特性和动力响应的计算分析与优化设计。优化后的结构不仅具有更轻的质量、更低的振动水平，而且具有更高的固有频率储备，同时仍满足强度和刚度要求。

多目标优化；协同优化；动力响应；遗传算法；离散变量

1 引 言

作用在船舶结构上的荷载工况十分恶劣、复杂，这对船舶结构的静、动力学性能设计提出了更高的要求。在结构静力学性能的约束下，优化设计可以使结构的应力分布更趋合理，实现结构的轻量化。在结构动力学性能的约束下，优化设计可以在设计初期有效解决日益突出的结构振动问题。但是，单独进行结构静力学或动力学优化设计，都不能准确地反映船舶的实际工作状态。……