组合近似模型在小水线面双体船应力预测中的应用.pdf

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1、第39 卷第 7 期舰船科学技术Vol. 39, No. 72017 年 7 月SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGYJul. , 2017组合近似模型在小水线面双体船应力预测中的应用舒乐时1，胡翩2，刘聪蔚2，周涛涛2，许辉2，蒋平1(1. 华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉 430074；2. 中国舰船研究设计中心，湖北武汉 430063)摘要:小水线面双体船受海浪冲击时结构应力的准确预测对保证航行安全具有重要意义。采用有限元软件进行应力的数值仿真需要花费巨大的时间成本，构建近似模型成为解决这一问题的有效途径。由于样本点有限，当选择不适当的近似模型时难以保证近似模型精

2、度，组合近似模型（EMs）技术能避免选择单一近似模型的不足和缺陷。本文采用组合近似建模技术预测小水线面双体船在受海浪冲击时的最大结构应力，并与单一近似模型预测精度进行比较，结果表明，组合近似模型的精度更高，能够有效预测最大结构应力，具有较大的工程实用价值。关键词：小水线面双体船；单一近似模型；组合近似模型；应力预测；建模精度中图分类号：U663          文献标识码：A文章编号：1672 – 7649(2017)07 – 0015 – 04         doi：10.3404/j.issn.1672 – 7649.2017.07.003Predictionofstressofsma

3、llwaterplaneareatwinhullbyadoptingensembleofmetamodelsSHU Le-shi1, HU Pian2, LIU Cong-wei2, ZHOU Tao-tao2, XU Hui2, JIANG Ping1(1. School of Mechanical Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China;2. China Ship Development and Design Center, Wuhan 43006

4、3, China)Abstract: Predicting the structural stress of small waterplane area twin hull (SWATH) is of great significance toensure the safety of navigation when the ship is impacted by the waves. The numerical calculation of stress by finite elementsoftware can be very time-consuming. Building the met

5、amodel becomes an effective way to solve this problem. Because ofthe limitation of sample size, a improper metamodel may cause low metamodel accuracy. Ensemble of metamodels (EMs)can avoid the disadvantage of single metamodel. EMs is applied to predict the the structural stress of SWATH and compared

6、with single-fidelity metamodel for metamodel accuracy. The results indicate that the EMs can ensure the metamodelaccuracy.Keywords: small waterplane area twin hull；single-fidelity metamodel；ensemble of metamodels；stressprediction；metamodel accuracy0     引　言设计选取样本点并建立Kriging模型用于型线优化设计，有效降低了潜器阻力。常海超等[

7、4]将Kriging模型小水线面双体船（small waterplane area twin hull，应用于船型优化，并验证其实用性和有效性。苟鹏等[5]SWATH）是一种综合性能优良的船型，其应用前景广将Kriging模型应用于深潜器多球交接耐压壳的结构优阔。由于小水线面双体船设计变量较多，变量间交互化中。影响较为敏感，在其设计过程中需要采用仿真方法以以上学者研究了单一近似模型在船舶工程中的应