舰船总体多学科优化设计系统分解.pdf

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1、第9卷第1期中国舰船研究V01．9No．1兰Q!兰堡呈旦￡堕迪塑!竺旦坐!!Q!璺鱼虫垦!堕型堕一旦皇：兰Q丝doi：10．39696．issn．1673—3185．2014．01．003期刊网址：WWW．ship—research-corn网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／d9i／10．39696．issn．1673—3185．2014．叭．003．html舰船总体多学科优化设计系统分解周巍，杨向晖中国舰船研究设计中心，湖北武汉430064摘要：舰船总体是一个复杂的大系统，具有层次多样性。按一定规则对舰

2、船总体进行多学科设计优化(MDO)的系统分解是MDO的基础。分析舰船总体MDO的系统定义和舰船设计中各个对象、环节之间的耦合关系。以及典型系统对总体方案的影响因素；针对方案阶段舰船总体MDO，对舰船总体进行多学科的系统分解，确定舰船MDO的各系统(学科)，梳理出各子系统问的关系，提出舰船多学科的学科体系，构建系统问的耦合关系图。关键词：舰船；多学科设计优化；系统分解；耦合关系中图分类号：U674．7+02文献标志码：A文章编号：1673—3185(2014)0l一14—06TheSystemDecompositionofShip’SO

3、verallMultidisciplinaryDesignOptimizationZHOUWei，YANGXianghuiChinaShipDevelopmentandDesignCenter，Wuhan430064，ChinaAbstract：Thenavalshipisalargeandcomplicatedsystemoverall，anditdemonstratesclearlevelsofdi—versity．Hence．thesystemdecompositionwithMultidiseiplinaryDesignOpt

4、imization(MDO)，accordingtocertainrules，isconsideredtobethebasisoftheMDO．Inthispaper，thesystematicdefinitionoftheMDOispresented，andthecouplingrelationshipamongdifferentshipcomponentsduringthedesignpro—eessisanalyzed，aswellasthemajorfactorsoftypicalmarinesystemsthatinflue

5、ncetheoverallscheme；moreover，thevarioussubsystemsoftheship’SMDOaredetermined，wheretheconnectionbetweeneachsubsystemisteasedout．Finally，oncethewholemuhidisciplinarysystemstructureisestablished，theeou—plingdiagramofthesystemisprovided．Keywords：ship；multidisciplinarydesign

6、optimization；systemdecomposition；couplingrelationshipO引言舰船是一个执行一定作战任务的复杂大系统；舰船总体是舰船各工程专业和学科的综合集成，涵盖船舶、机械、电力、电子、航空、通信、导航、武器、物理、材料等各领域；舰船总体设计涉及多个设计目标、约束条件和关联学科，具有多学科的强耦合特性n。2’。多学科设计优化(MDO)的主要思想是在复杂系统的设计过程中，通过分解和协调手段将复杂系统分解为与现有工程设计组织相一致的若干子系统，集成各个学科或各子系统的知识，充分考虑各学科或各子系统之间的

7、相互影响和耦合作用，应用有效的设计优化策略和分布式计算机网络系统，获得系统整体最优解。舰船总体系统结构具有层次多样性，其优化模型必须能表达整个系统、多个目标，而不能仅仅是部件属性、单个学科上的优化。如何按一定的规则对舰船总体这个大系统优化问题进行分解和集成，进行学科分解与系统结构分解，将高维复杂耦合的系统优化设计问题化解为低维相对独立子收稿日期：2013—04—15网络出版时间：2014—01—2114：47基金项目：国家部委基金资助项目作者简介：周巍(1961一)，女，硕士，研究员。研究方向：舰船总体研究与设计杨向晖(1976一)，

8、男，博士，工程师。研究方向：舰船总体研究与设计通信作者：周巍箜!塑旦望笠；墅监!垫签垒堂型毽丝塑过丕丝坌堡!§系统的优化问题，提高舰船总体多学科优化设计数学建模效率，是舰船总体优化设计首先要解决的问题，是MDO的基础。1