新型水面高速无人艇性能综合优化初步研究
| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-10页 |
| 第1章 绪论 | 第19-27页 |
| 1.1 选题的理论意义和实用价值 | 第19-20页 |
| 1.2 水面高速无人艇研究现状 | 第20-23页 |
| 1.2.1 USV国外研究现状 | 第20-22页 |
| 1.2.2 USV国内研究现状 | 第22-23页 |
| 1.3 多学科设计优化 | 第23-26页 |
| 1.3.1 多学科设计优化基本思想 | 第23-24页 |
| 1.3.2 船型多学科设计优化关键问题 | 第24-25页 |
| 1.3.3 多学科设计优化研究现状 | 第25-26页 |
| 1.4 本论文研究内容 | 第26-27页 |
| 第2章 多学科设计优化算法 | 第27-39页 |
| 2.1 引言 | 第27页 |
| 2.2 传统的优化方法 | 第27-29页 |
| 2.2.1 无约束优化算法 | 第27页 |
| 2.2.2 有约束优化方法 | 第27页 |
| 2.2.3 罚函数法 | 第27-28页 |
| 2.2.4 多目标优化方法 | 第28-29页 |
| 2.3 现代优化方法 | 第29-38页 |
| 2.3.1 遗传算法 | 第29-30页 |
| 2.3.2 粒子群算法 | 第30-33页 |
| 2.3.3 混沌算法 | 第33-34页 |
| 2.3.4 复合形算法 | 第34页 |
| 2.3.5 分层策略改进遗传算法 | 第34-37页 |
| 2.3.6 并行策略改进优化算法 | 第37-38页 |
| 2.4 本章小结 | 第38-39页 |
| 第3章 新型水面无人艇几何建模 | 第39-48页 |
| 3.1 引言 | 第39页 |
| 3.2 滑行艇特性 | 第39-40页 |
| 3.3 防飞溅条设计 | 第40-42页 |
| 3.4 水翼设计 | 第42-46页 |
| 3.4.1 水翼几何和水动力特征 | 第42-43页 |
| 3.4.2 水翼几何形状设计 | 第43-46页 |
| 3.5 新型水面无人艇设计 | 第46-47页 |
| 3.6 本章小结 | 第47-48页 |
| 第4章 CFD数值模拟及分析 | 第48-64页 |
| 4.1 引言 | 第48页 |
| 4.2 数值模拟简介 | 第48页 |
| 4.3 软件介绍 | 第48-53页 |
| 4.3.1 FINE/Marine简介 | 第49页 |
| 4.3.2 HEXPRESS的网格制作流程 | 第49-50页 |
| 4.3.3 FINE/Marine求解过程 | 第50-51页 |
| 4.3.4 后处理 | 第51-53页 |
| 4.4 滑行艇阻力分析 | 第53-55页 |
| 4.5 具有防飞溅条滑行艇阻力分析 | 第55-57页 |
| 4.6 新型水面无人艇阻力分析 | 第57-62页 |
| 4.6.1 比较不同防飞溅条 | 第57-58页 |
| 4.6.2 比较不同长宽比的艇体 | 第58-59页 |
| 4.6.3 比较不同吃水型深比的艇体 | 第59页 |
| 4.6.4 比较不同船长型深比的艇体 | 第59-60页 |
| 4.6.5 综合比较四种船型 | 第60-62页 |
| 4.7 数值模拟的可靠性对比分析 | 第62-63页 |
| 4.8 本章小结 | 第63-64页 |
| 第5章 快速性优化数学模型 | 第64-73页 |
| 5.1 引言 | 第64页 |
| 5.2 近似方法 | 第64-69页 |
| 5.2.1 响应面法 | 第64-66页 |
| 5.2.2 阻力响应面构造 | 第66-69页 |
| 5.3 快速性优化数学模型 | 第69-71页 |
| 5.3.1 快速性设计变量 | 第69页 |
| 5.3.2 快速性目标函数 | 第69-71页 |
| 5.3.3 快速性约束条件 | 第71页 |
| 5.4 本章小结 | 第71-73页 |
| 第6章 操纵性优化数学模型 | 第73-92页 |
| 6.1 引言 | 第73页 |
| 6.2 船舶操纵性 | 第73-74页 |
| 6.3 航向稳定性 | 第74页 |
| 6.4 船舶的回转运动 | 第74-75页 |
| 6.5 船舶的转首性 | 第75-76页 |
| 6.6 系统辨识 | 第76-90页 |
| 6.6.1 系统辨识基本原理 | 第77页 |
| 6.6.2 系统辨识软件设计 | 第77-83页 |
| 6.6.3 回转直径辨识 | 第83-86页 |
| 6.6.4 回转性指数和应舵指数辨识 | 第86-90页 |
| 6.6.5 转首指数 | 第90页 |
| 6.7 操纵性优化数学模型 | 第90-91页 |
| 6.7.1 操纵性设计变量 | 第90页 |
| 6.7.2 操纵性目标函数 | 第90页 |
| 6.7.3 操纵性约束条件 | 第90-91页 |
| 6.8 本章小结 | 第91-92页 |
| 第7章 船舶摇荡和横稳性 | 第92-105页 |
| 7.1 引言 | 第92页 |
| 7.2 静水横摇试验 | 第92-96页 |
| 7.2.1 横摇受力分析 | 第92-93页 |
| 7.2.2 静水横摇试验 | 第93-94页 |
| 7.2.3 横摇辨识数学模型 | 第94页 |
| 7.2.4 横摇运动辨识计算 | 第94-96页 |
| 7.3 升沉和纵摇值估算 | 第96-99页 |
| 7.4 无因次衰减系数估算 | 第99-100页 |
| 7.5 耐波性优化数学模型 | 第100页 |
| 7.5.1 设计变量 | 第100页 |
| 7.5.2 目标函数 | 第100页 |
| 7.6 初稳性高 | 第100-101页 |
| 7.7 横摇周期 | 第101页 |
| 7.8 无人艇倾覆后初稳性高 | 第101-103页 |
| 7.9 抗倾覆性优化数学模型 | 第103-104页 |
| 7.9.1 设计变量 | 第103页 |
| 7.9.2 目标函数 | 第103页 |
| 7.9.3 约束条件 | 第103-104页 |
| 7.10 本章小结 | 第104-105页 |
| 第8章 水面无人艇性能综合优化软件 | 第105-118页 |
| 8.1 引言 | 第105页 |
| 8.2 优化数学模型 | 第105-109页 |
| 8.2.1 设计变量 | 第105-106页 |
| 8.2.2 目标函数 | 第106-107页 |
| 8.2.3 惩罚函数 | 第107-109页 |
| 8.3 优化算法设计 | 第109-111页 |
| 8.4 无人艇性能综合优化软件 | 第111-117页 |
| 8.5 本章小结 | 第117-118页 |
| 第9章 水面无人艇性能综合优化分析 | 第118-128页 |
| 9.1 引言 | 第118页 |
| 9.2 无人艇综合优化计算 | 第118-127页 |
| 9.2.1 遗传算法优化计算 | 第118-122页 |
| 9.2.2 混沌算法优化计算 | 第122页 |
| 9.2.3 粒子群算法优化计算 | 第122-123页 |
| 9.2.4 复合形算法优化计算 | 第123-124页 |
| 9.2.5 加入并行策略优化计算 | 第124-125页 |
| 9.2.6 混合算法优化计算 | 第125-127页 |
| 9.3 本章小结 | 第127-128页 |
| 结论与展望 | 第128-130页 |
| 参考文献 | 第130-135页 |
| 附录 | 第135-142页 |
| 附录1 成长机制遗传算法的核心代码 | 第135-138页 |
| 附录2 复合形优化算法代码 | 第138-142页 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文和取得的科研成果 | 第142-144页 |
| 致谢 | 第144页 |
