Многокритериальная оптимизация конструкций крыльевых устройств судов на подводных крыльях на основе требований прочности и гидродинамики

• Автор: Животовский, Григорий Альбертович
• Шифр специальности: 05.08.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 351 с. : ил.

Содержание

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 МНОГОУРОВНЕВЫЕ МОДЕЛИ РАСЧЕТА ПРОЧНОСТИ КК

СПК

1.1 Введение к главе

1.2 Конструкция КК. Характерные повреждения при эксплуатации

1.3 Расчет КК на прочность согласно требованиям классификацион- ных обществ

1.4 Определение внешних расчетных нагрузок

1.4.1 Инженерные методики
1.4.2 Метод дискретных вихрей
1.5 Определение откликов конструкции
1.5.1 Основные соотношения МКЭ
1.5.2 Модели, применяемые для расчета КУ на прочность
1.5.2.1 Стержневая модель с учетом сдвига и депланации
1.5.2.2 Модель -перекрытие
1.5.3 Расчет прочности, устойчивости и колебаний КУ на основе программного комплекса АИ8У8
1.5.4 Расчет предельной пр очности
1.6 Методика учета усталостных характеристик в допускаемых на-

пряжениях
1.7 Численные результаты расчета КК СПК типа “Комета”
Выводы по 1 главе
Глава 2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ СУДОВЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
2.1 Введение к главе
2.2 Методы одномерного поиска для однокритериальной задачи

2.3 Непрерывная нелинейная безусловная задача математического

программирования
2.3.1 Детерминированные методы решения
2.3.2 Методы случайного поиска
2.4 Непрерывная нелинейная условная задача математического про-

граммирования
2.5 Нелинейная условная задача математического программирова-

ния с дискретными и смешанными переменными проектирования
2.5.1 Детерминированные методы решения
2.5.2 Методы случайного поиска
2.5.3 Решение численных задач поэтапной параметрической оп-тимизации
2.5.3.1 Оптимизация 3-стержневой фермы
2.5.3.2 Оптимизация портальной рамы
2.5.3.3 Оптимизация 10-стержневой фермы
2.5.3.4 Оптимизация 200-стержневой фермы
2.6 Задача многокритериальной оптимизации
2.6.1 Постановка задачи многокритериальной оптимизации
2.6.2 Свертывание векторного критерия в скалярный обобщенный

критерии и выбор компромиссного решения
2.6.3 Построение множества Парето
2.6.4 Построение множества Парето на основе ГА
2.6.5 Решение численных задач многокритериальной оптимизации
2.6.5.1 Оптимизация 3-стержневой фермы
2.6.5.2 Решение задач оптимизации с вогнутой и выпукло-

вогнутой областью компромиссов
Выводы по 2 главе
Глава 3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ КК

3.1 Введение к главе
3.2 Выбор характеристик КК СПК при проектировании
3.3 Особенности проектирования КК СПК большого водоизмещения
3.8 3.4 Формализация задачи проектирования оптимальной

конструкции КК
3.5 Декомпозиция и координация в задачах оптимизации сложных систем
3.5.1 Декомпозиция задачи оптимизации
3.5.2 Координация подзадач оптимизации
3.6. Решение задачи проектирования оптимальной конструкции КК
3.7 Архитектура программного комплекса для решения задачи проектирования оптимальной конструкции КК
3.9 Численные результаты проектирования оптимальной

конструкции КК СПК типа “Комета”
Выводы по 3 главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Рассмотрим и сравним между собой требования Российского морского Регистра судоходства [82], Российского речного Регистра [83], Bureau Veritas, Germanisher Lloyd, Registre Italiano Navale [185] и Det Norske Veritas [186], предъявляемые к прочности КК СПК. Подобный анализ был проведен автором в работе [49].
Правила Российского морского Регистра распространяются на СПК с двумя или тремя КУ, водоизмещением до 200 т, обладающие возможностью движения на волнении не выше 5 баллов (высота волны 3-х процентной обеспеченности в водоизмещающем положении h3% <3.5 м, в режиме движения на крыльях - h3% <3 м) при скорости хода, соответствующей числам Фруда по водоизмещению FrA <4.5. Параметры судов не должны выходить за следующие пределы:
- по отношению длины судна к ширине ЫВ>4;
- по отношению длины к высоте борта 5< LIН5 <20;

- по жесткости корпуса при изгибе >3-10

где / - момент инерции поперечного сечения корпуса судна на миделе, м4; L -длина судна между перпендикулярами, м; В - ширина судна, м, #б - высота борта, м.
СПК, спроектированные по Правилам Российского речного Регистра, имеют класс «О», «Р» и «JI» (3.1.1 [83]). СПК допускаются к плаванию при высоте волны не более 2.0 м для судов класса «О», 1.2 м - для класса «Р» и 0.6 м -для класса «JI». Судно имеет два малопогруженных крыла и должно удовлетворять следующим характеристикам (5.1.3-1 [83]):
- по жесткости —_ > 3 КГ4,

- по скорости —- < 18,