基于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣的船舶多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化建模技術(shù)研究.pdf

1、建模技術(shù)是多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化的一個(gè)重要研究領(lǐng)域，也是實(shí)現(xiàn)多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化的基礎(chǔ)。目前，對(duì)MDO建模技術(shù)的研究比較少見，一般都側(cè)重于具體類型模型的表述?，F(xiàn)有的船舶MDO建模技術(shù)通常按照傳統(tǒng)的學(xué)科劃分采用本學(xué)科的方法各自獨(dú)立地建立各個(gè)學(xué)科的模型，然后將各個(gè)學(xué)科的模型整合，形成船舶MDO模型。由于在建模過程中沒有考慮各學(xué)科之間的耦合，建成的MDO模型在學(xué)科之間往往有較高的耦合度。因此本文提出了一種基于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣的建模方法，力圖在建模過程中就盡量減

2、少耦合因素，構(gòu)建耦合程度較低的MDO模型。
　　 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣是一種主要應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的、支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)及過程建模的強(qiáng)有力工具。利用設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣的聚類運(yùn)算，可以很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)MDO系統(tǒng)的分解。本文深入學(xué)習(xí)了一種基于聯(lián)系信息流量的聚類算法，對(duì)該算法的理論假設(shè)、計(jì)算方法和編碼方式進(jìn)行了一定程度的改進(jìn)，對(duì)聚類算法中遺傳算法參數(shù)的設(shè)置問題和其它參數(shù)的影響進(jìn)行了討論。然后根據(jù)改進(jìn)后的假定，提出了利用指數(shù)函數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣元素間聯(lián)系強(qiáng)

3、度的方法。為了比較采用指數(shù)函數(shù)和線性函數(shù)的聚類結(jié)果，提出了針對(duì)實(shí)際聚類方案的評(píng)價(jià)指標(biāo):聯(lián)系權(quán)重在聚類內(nèi)部的百分比和BUS聚類規(guī)模。
　　 本文以5400TEU集裝箱船的在方案設(shè)計(jì)階段初期的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化為例說明本文提出的建模技術(shù)。建模技術(shù)的基本流程可以分為以下四步:第一步是確定設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣的元素，本文通過設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和分析得到;第二步是確定設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣各元素之間的聯(lián)系權(quán)重，本文通過專家評(píng)估法來加以確定;第三步是利用聚類算法對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)