船舶水動力性能的多目標(biāo)優(yōu)化方法

胡騰飛，王先洲，劉 平，張志國，馮大奎

(1．華中科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院，湖北武漢430074;2．中國人民解放軍92537部隊，北京100161)

船舶水動力性能的多目標(biāo)優(yōu)化方法

胡騰飛1，王先洲1，劉 平2，張志國1，馮大奎1

(1．華中科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院，湖北武漢430074;2．中國人民解放軍92537部隊，北京100161)

很多對船舶水動力性能的優(yōu)化都是對單一性能進(jìn)行研究，已經(jīng)不適用于現(xiàn)代化的造船要求。本文對不同遺傳算法和粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行分析，探討其在船舶水動力性能優(yōu)化方面的作用，以DTMB5415為母型船進(jìn)行優(yōu)化，改變不同算法的參數(shù)設(shè)置觀察優(yōu)化結(jié)果，最后通過分析Pareto解得到最適用于本次研究的優(yōu)化算法及其參數(shù)設(shè)置。

船舶水動力性能;多目標(biāo)優(yōu)化;遺傳算法;粒子群優(yōu)化算法

0 引言

船舶作為一個復(fù)雜的綜合系統(tǒng)，其所涉及的學(xué)科領(lǐng)域眾多。就水動力性能而言，可以劃分為耐波性、快速性、操縱性等領(lǐng)域，各性能自身作為獨(dú)立學(xué)科存在，同時又與其他性能相互關(guān)聯(lián)、相互制約著。之前針對某一船型的優(yōu)化，往往都是集中在某一學(xué)科領(lǐng)域［1－2］。由于各性能要素對船型參數(shù)的要求往往相互矛盾，因此，針對某一性能的改善可能同時也犧牲了其他性能。隨著對船舶所承擔(dān)的任務(wù)要求越來越高，單一作業(yè)性能已經(jīng)不能滿足未來發(fā)展需要，而多工況下對船舶的各個性能指標(biāo)都提出了新的要求。

為了解決上述問題，在船舶設(shè)計中引入了“多目標(biāo)優(yōu)化 (Multi－objective Optimization)”的概念，其意義在于尋找一個或多個解，使得決策者能接受所有的目標(biāo)值。……