船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)：船舶與海洋工程

第1章緒論

1.1引言

1.2結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的概念

1.3結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法及其發(fā)展現(xiàn)狀

1.4船體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的一般概念

第2章傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法

2.1一維搜索最優(yōu)化方法

2.2線性規(guī)劃

2.3不利用導(dǎo)數(shù)的優(yōu)化方法

2.4利用導(dǎo)數(shù)的優(yōu)化方法

2.5有約束問(wèn)題的無(wú)約束化

思考題與練習(xí)題

第3章現(xiàn)代智能優(yōu)化算法

3.1模擬退火算法

3.2遺傳算法

3.3蟻群算法

3.4粒子群算法

思考題與練習(xí)題

第4章型材剖面的優(yōu)化設(shè)計(jì)

4.1引言

4.2型材的強(qiáng)度要求及剖面要素計(jì)算

4.3型材的穩(wěn)定性要求

4.4型材剖面優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念

思考題與練習(xí)題

第5章船體主要結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

5.1建立局部強(qiáng)度計(jì)算模型

5.2船底結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

5.3甲板結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

5.4舷側(cè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

5.5艙壁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

5.6設(shè)計(jì)算例

思考題與練習(xí)題

第6章船體中剖面結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

6.1船體中剖面設(shè)計(jì)的基本任務(wù)和策略

6.2中剖面縱向構(gòu)件相當(dāng)厚度的設(shè)計(jì)

6.3板與縱骨間的最優(yōu)分配

6.4剖面結(jié)構(gòu)優(yōu)化具體算例

思考題與練習(xí)題

參考文獻(xiàn)

《國(guó)防特色教材·船舶與海洋工程·船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)》以船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)，通過(guò)將數(shù)學(xué)規(guī)劃理論、智能優(yōu)化算法等優(yōu)化設(shè)計(jì)方法與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，求解船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中滿足某種特定要求的結(jié)構(gòu)最優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題。

《國(guó)防特色教材·船舶與海洋工程·船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)》的主要內(nèi)容有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法(數(shù)學(xué)規(guī)劃方法理論)、現(xiàn)代智能優(yōu)化算法、型材剖面的優(yōu)化設(shè)計(jì)、船體主要結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、船體中剖面結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。從解決結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題的優(yōu)化方法人手，結(jié)合船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)簡(jiǎn)單優(yōu)化算例的求解過(guò)程，使讀者了解船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化的思想和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是最優(yōu)化理論的一個(gè)應(yīng)用最早和卓有成效的領(lǐng)域。船舶作為一種大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)物，其優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的研究和應(yīng)用受到廣泛的重視?！洞敖Y(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)》旨在闡 明結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本方法，在此基礎(chǔ)上討論其在船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。內(nèi)容 分為五章：第一章闡述結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的任務(wù)、意義，以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題建模和 求解的基本方法。第二章概要闡明工程優(yōu)化設(shè)計(jì)中常用的，和較適合于結(jié)構(gòu)優(yōu)化 設(shè)計(jì)的基本算法，側(cè)重分析各種算法的原理和思路，每個(gè)算法都用圖和算例來(lái)說(shuō) 明其迭代過(guò)程和特性，以便于讀者理解和運(yùn)用。第三章較全面地概括了結(jié)構(gòu)優(yōu)化 設(shè)計(jì)的基本方法，包括經(jīng)典的準(zhǔn)則法，基于有限元分析和適用于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)優(yōu) 化設(shè)計(jì)的專門(mén)方法，以及難度較大的結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè) 計(jì)方法等。第四章討論了當(dāng)前結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的若干新方法。包括模糊優(yōu)化方法，智 能優(yōu)化方法和仿生遺傳進(jìn)化方法等。還初步探討了計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新設(shè)計(jì)問(wèn)題。第 五章概要闡述了船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的若干典型問(wèn)題，涉及船舶基本結(jié)構(gòu)優(yōu)化， 配載優(yōu)化，以及一些典型局部結(jié)構(gòu)的剛度和配置優(yōu)化等。本章內(nèi)容大都是作者及 其同事教學(xué)和科研實(shí)踐的總結(jié)。全書(shū)注重理論聯(lián)系實(shí)際，力求深入淺出，概念清 晰，算法簡(jiǎn)明。每節(jié)都附算例，以便于讀者理解原理和掌握算法。

《船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)》是根據(jù)船舶類高等學(xué)校重點(diǎn)規(guī)劃教材的要求編寫(xiě)和審定的，主要用作船 舶類專業(yè)本科生高年級(jí)選修課程或研究生相關(guān)課程的教材，也可供本專業(yè)科技人 員，以及航空、鋼結(jié)構(gòu)等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生和科技人員閱讀和應(yīng)用。

第一章 緒論

1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的任務(wù)和意義

1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型

1.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法概述

第二章 常用最優(yōu)化算法

2.1 無(wú)約束最優(yōu)化算法

2.2 約束問(wèn)題的逐次無(wú)約束最優(yōu)化方法

2.3 序列線性規(guī)劃方法

2.4 拉路朗日乘子法

2.5 可行方向法

2.6 序列二次規(guī)劃方法

2.7 設(shè)計(jì)變量為離散值時(shí)的處理方法

2.8 多目標(biāo)優(yōu)化方法

第三章 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的若干專門(mén)方法

3.1 力學(xué)準(zhǔn)則法

3.2 基于有限元分析的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

3.3 大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的子結(jié)構(gòu)方法

3.4 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的分級(jí)優(yōu)化方法

3.5 結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

3.6 結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

第四章 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的新方法

4.1 模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

4.2 模擬生物遺傳進(jìn)化機(jī)制的方法

4.3 智能型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

4.4 廣義設(shè)計(jì)學(xué)探討

第五章 船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)用方法

5.1 概述

5.2 船舶中剖面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

5.3 船舶構(gòu)架和框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

5.4 船舶配載優(yōu)化

5.5 船舶坐墩配墩優(yōu)化設(shè)計(jì)

5.6 船舶尾軸架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

參考文獻(xiàn)2100433B

船舶與海洋工程基礎(chǔ)學(xué)科

數(shù)學(xué)、力學(xué)、船舶與海洋工程設(shè)計(jì)原理

船舶與海洋工程主要課程

理論力學(xué)、材料力學(xué)、流體力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、船舶原理（靜力學(xué)、船舶阻力、船舶推進(jìn)、船舶耐波性、船舶操縱性等）、船體制圖、船舶材料與焊接、船舶英語(yǔ)、船舶結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度、船體振動(dòng)等

船舶與海洋工程實(shí)踐環(huán)節(jié)

包括金工實(shí)習(xí)(3周)、船廠實(shí)習(xí)(3周)、上艦實(shí)習(xí)(2 周)等，一般總共安排8周。

船舶與海洋工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)

船模阻力實(shí)驗(yàn)、螺旋槳試驗(yàn)、船模自航試驗(yàn)及結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析等