粒子群算法及其在機(jī)艙布置優(yōu)化的應(yīng)用研究.pdf

1、船舶總布置設(shè)計(jì)是船舶設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，總布置的設(shè)計(jì)好壞直接影響船舶的使用效能、航行性能、安全性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。機(jī)艙是船舶的心臟，它不僅影響到船舶的航行安全，也影響到船舶的載重量、船速，并且對(duì)環(huán)境也有很大的影響。由于機(jī)艙的位置會(huì)影響船舶上層建筑的型式、水密艙的劃分和布置，甚至影響船的使用效能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能，所以它是船舶總布置設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題，是總布置設(shè)計(jì)的延續(xù)和深化。對(duì)艙室布置來說，設(shè)計(jì)者要考慮在有限的艙室空間中如何布置設(shè)備，使其滿足結(jié)構(gòu)

2、和性能的各種約束，它屬于帶性能約束的布局問題。它是一個(gè)不斷反復(fù)、螺旋上升的過程，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是借助于CAD系統(tǒng)提供的交互方式，反復(fù)設(shè)計(jì)，逐步求精，使得船舶艙室布置設(shè)計(jì)過程繁瑣冗長(zhǎng)，效率低下。機(jī)艙布置是艙室布置中的一部分，且機(jī)艙區(qū)域內(nèi)設(shè)備繁多，相對(duì)位置關(guān)系復(fù)雜，需要考慮的內(nèi)容更多，涉及的范圍更廣，因此設(shè)計(jì)效率極其低下，目前，這方面的研究相對(duì)匱乏，為了縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)所需的時(shí)間與成本。人們開始尋求與探索新的設(shè)計(jì)理

3、論、方法與工具。本文從布置的角度出發(fā)，以機(jī)艙布置設(shè)計(jì)為研究對(duì)象，結(jié)合布局優(yōu)化和艙室布置優(yōu)化的研究成果，運(yùn)用粒子群優(yōu)化算法和理論，來實(shí)現(xiàn)機(jī)艙布置設(shè)計(jì)的優(yōu)化。 首先研究了粒子群算法的原理，分析了算法的特點(diǎn)，對(duì)算法進(jìn)行了改進(jìn)，并結(jié)合測(cè)試函數(shù)進(jìn)行分析，然后通過分析機(jī)艙設(shè)備的類型和一般布置原理提出了機(jī)艙布置設(shè)計(jì)知識(shí)的表達(dá)和推理機(jī)制，并在CATIA中實(shí)現(xiàn)了三維設(shè)備模型的建立；其次根據(jù)布置原則建立了機(jī)艙布置優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型，并分析了設(shè)備間的位置