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期刊信息/Journal information
中国舰船研究
中国舰船研究

许建

双月刊

1673-3185

cjsr@ship-research.com

027-88730832

430064

湖北省武汉市张之洞路268号

中国舰船研究/Journal Chinese Journal of Ship ResearchCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>办刊宗旨：高举创新的旗帜，加强技术交流，开展学术争鸣，提倡观念创新，推动理论创新与技术进步，促进舰船事业发展和海军装备建设现代化。读者对象：舰船行业的专家学者、大专院校的师生、科研院所的科技人员及相关领域的专业人员。
正式出版
收录年代

    数字赋能,智能添翼,助推实现造船强国梦

    徐青刘祖源
    1-2页
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    知识工程技术在船体设计中的研究进展与展望

    谢伟刘祖源冯佰威闫贺磊...
    3-16页
    查看更多>>摘要：随着人工智能的蓬勃发展,知识工程作为一门研究知识智能化处理的工程技术学科,逐渐成为研究热点,基于知识工程的船舶设计方法也得到越来越多的关注.为此,从船舶总体概念方案设计、船体结构设计和船舶布置设计 3 个方面,系统归纳和分析国内外知识工程在船舶设计领域的应用发展情况,并详细介绍船舶型线设计和厂所协同设计中知识工程应用的两个典型案例.同时,总结提炼出知识工程应用中存在的主要问题与制约因素,并对大型语言模型(LLM)技术推动知识工程发展进行展望.通过知识工程技术,船舶设计可实现智能化,能快速调用相关规范与要求,并将已有的经过充分实践论证的船舶设计知识进行储存及衍生,从而提高设计效率,缩短设计周期,但对知识工程技术的充分应用仍面临诸多挑战,需进一步探索与完善.

    知识工程人工智能船舶设计大型语言模型船体设计船型优化

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    型线知识图谱在长江散货船型线设计中的应用

    张建仪肖吕戈冯佰威刘祖源...
    17-24页
    查看更多>>摘要：[目的]针对长江航运航行环境复杂,部分船型能耗大、污染严重,迫切需要开展绿色智能船型研究的现状,将知识图谱应用到型线设计方法中,以适应绿色智能技术发展对船型优化的要求.[方法]构建长江货船型线知识图谱及推理模型,提出基于知识图谱的型线设计流程,完成长江 6 000 吨级散货船型线的快速设计,并与常规方法设计的船型进行对比.[结果]与常规设计船型的对比结果表明,快速设计船型具有2.39%的降阻效果.[结论]验证了基于知识图谱的型线设计方法的有效性.

    知识工程船舶设计长江货船型线知识图谱推理模型

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    融入先验知识的轮印载荷下三跨梁最危险工况求解方法

    罗祥云刘均江璞玉程远胜...
    25-34页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在研究解决多个轮印载荷作用下直接调用优化算法进行最危险工况求解,可能陷入局部最优解的问题.[方法]将先验知识与最危险工况分析通用黑箱求解算法融合,一方面将每个轮印载荷位置定义为设计变量,无需预设一组轮印载荷的相对位置,更具普适性;另一方面将载荷按照大小顺序紧密聚集会产生较大应力,载荷作用在梁结构跨中和支座附近时会产生较大弯矩和剪力等,将这一船舶结构力学知识融入优化求解过程,提出基于遗传算法的危险初始种群生成策略和轮印载荷整体平动策略,以减少陷入局部最优解的可能.推导单轮印载荷作用下三跨梁结构的理论弯矩及剪力分布,通过枚举所有可能组合找出多轮印载荷理论最危险作用位置,以此验证所提出的最危险工况分析求解算法的正确性.[结果]相比于使用遗传算法直接进行搜索的经典方法,使用所提方法得到的 6 个轮印载荷作用下的最危险弯曲正应力值提升 5.98%,剪应力提升 8.59%,且多次计算结果与理论解误差不超过 0.5%.[结论]算例结果表明所提方法能够准确、稳定且快速地搜索到最危险的载荷位置.

    知识工程船舶设计三跨连续梁轮印载荷最危险工况分析先验知识遗传算法

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    基于知识的船舶结构快速有限元建模方法

    罗文俊李春通韦朋余王德禹...
    35-44页
    查看更多>>摘要：[目的]针对船舶结构有限元分析过程中创建有限元模型耗时且严重依赖工程师经验的问题,提出一种基于知识和几何模型特征的快速有限元建模框架.[方法]该方法充分利用CAD系统现有的模型数据,通过模型特征实现CAD与CAE系统之间的模型数据共享.首先,基于专家知识对CAD几何特征进行工程语义标记,生成CAD信息模型;然后,基于构建的知识规则对CAD信息模型进行特征约简;最后,采用XML中性文件构建基于知识的数据传递和匹配方法,将几何特征和属性信息与预先构建的CAE参数化模板进行匹配,快速实现船舶结构的有限元建模.[结果]以某 66 000 DWT散货船典型装载工况的舱段结构强度计算分析为例,所提方法可以实现几何模型、边界条件等信息的自动提取、标记以及模型自动约简,通过基于知识的特征匹配规则快速实现结构有限元建模及分析,有效减少了数据传递过程中丢失并实现知识重用.[结论]通过嵌入知识重用规则搭建的船舶结构快速有限元建模方法,提高了CAD与CAE系统之间数据、信息、知识的转换效率,在实际工程中具有良好的通用性和可扩展性.

    船体结构知识工程船舶设计CAD/CAE有限元法

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    基于智能模糊推理系统的船型概念方案快速生成研究

    杨萌龚俊斌曹晋周塔...
    45-55页
    查看更多>>摘要：[目的]针对现有船舶概念方案设计阶段中,船型概念方案生成技术对具有模糊特性的用户需求难以建模的问题,研究一种基于模糊推理系统的船型概念方案快速生成系统,以快速推出符合用户要求的船舶性能数值,并生成与之匹配的船型设计参数作为概念方案.[方法]首先,收集并整理现有船型的数据作为先验知识,用于在用户需求建模过程中超参数初始化.其次,基于模糊集理论将用户需求定量地映射至模糊空间,利用整理的先验知识以可解释的方式推理出符合用户需求的船舶性能数值.最后,对符合用户需求的每个船舶性能数值匹配出最佳的船型设计参数,并通过模糊集理论中的"且"原理,进一步推理出符合用户对全部船舶性能要求的船型设计参数,将其作为船型概念方案.[结果]实验结果显示,智能模糊推理系统能够于 30 s内根据模糊的用户需求快速推理出多条偏差在 3.5%以内的船型概念方案.[结论]智能模糊系统可量化用户需求中的模糊性,经过两个阶段的推理,高效地生成符合用户各项需求的船舶概念方案,研究成果可为智能化、快速化的船舶概念设计的方案生成提供有益的参考.

    船舶设计人工智能船舶性能要求船型设计参数船型概念方案生成模糊集理论模糊规则

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    基于智能模糊推理的UUV艇型参数生成方法研究

    龚俊斌王鹏九汪皓杨萌...
    56-63页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在提出一种基于模糊推理的策略算法实现对无人潜航器(UUV)艇型设计参数的快速优化.[方法]使用模糊推理手段,在模糊化阶段将遗传算法生成的UUV设计参数作为初始解进行模糊化处理.之后将这些初始解作为训练样本,利用等间距模糊划分策略求得模糊规则前件参数,并计算所有UUV解的隶属度值.然后借助最小学习机(LLM)求解模糊规则的后件参数.再基于生成的前件参数和后件参数生成新的UUV解,并分别计算其航速和航程的评价隶属度值.最后,结合约束条件对新生成的UUV解进行检验,得到优化后的符合条件的UUV设计参数.[结果]实验结果显示,智能模糊推理方法能够于 20 s内基于遗传算法生成的UUV初始艇型参数,快速推理出多条航速和航程的评价隶属度之和在 170 分以上的UUV艇型参数方案.[结论]所提方法有效提升了设计效率并平衡了航速与航程.研究成果可为智能化、快速化的UUV艇型参数的生成提供有益参考.

    船舶设计人工智能无人潜航器多目标优化模糊推理

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    基于自组织映射和K-means聚类的分层设计空间动态缩减方法及其在船型优化中的应用

    于群李鹏郑强冯佰威...
    64-73页
    查看更多>>摘要：[目的]基于CFD的船型优化由于其高维、计算昂贵、"黑盒"等特点,通常会存在优化效率低,优化质量差的问题.针对以上问题,基于自组织映射方法和K-means聚类提出分层设计空间动态缩减方法(HSRM).[方法]利用K-means聚类算法,对自组织映射方法的可视化结果进行聚类,并提取感兴趣的区域.通过该方式,可在船型优化过程中,对样本仿真数据进行数据挖掘、提取设计知识、指导设计优化,以提高优化质量.最后将该方法应用于 7 500 吨级散货船的船型优化设计过程以验证有效性.[结果]结果表明,利用传统粒子群优化算法(PSO)和HSRM得到的优化船型总阻力分别降低 1.854%和 2.266%,HSRM能得到更高质量的优化解.[结论]所提出的方法可以指导优化算法向着最优解的方向进行寻优,有效提高优化效率和优化质量.

    船舶设计船型优化自组织映射设计空间缩减聚类分析分层设计空间动态缩减方法

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    基于多保真深度神经网络的船型优化

    魏亚博汪杨骏万德成
    74-81页
    查看更多>>摘要：[目的]为了提高优化效率并获得更好的优化结果,将不同精度数据进行有机融合,利用多保真深度神经网络开展船型优化设计.[方法]基于多源数据融合和迁移学习思想,构建了一种多保真深度神经网络.通过将大量低保真数据与少量高保真数据融合学习,构建与高保真数据之间的线性项和非线性项,得到高保真近似模型.基于此方法开展针对DTMB 5415 船静水阻力的优化设计.分别采用势流和黏流样本点阻力进行评估,势流计算结果作为低保真数据,黏流计算结果作为高保真数据,构建多保真深度神经网络近似模型.借助遗传算法获得优化解并与只使用单一高保真数据构建的Kriging近似模型的优化结果进行对比.[结果]基于多保真神经网络方法,DTMB 5415 阻力减少了 6.73%.基于Kriging模型,DTMB 5415 阻力减少了 5.59%.[结论]多保真深度神经网络近似模型可以兼顾效率和精度,可以用于优化求解,且由其得到的优化船型阻力优化效果更为显著.

    船舶设计人工智能减阻船型优化多保真深度神经网络数据融合迁移学习

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    面向低精度分析模型不可分层级的多保真度近似建模方法研究

    程萌周奇魏骁王健...
    82-96页
    查看更多>>摘要：[目的]鉴于多保真度代理模型能够有效降低产品设计中的建模成本,为放宽多保真度近似建模技术对于分析模型层级关系的预设条件,拓展其实际工程应用场景,针对低精度分析模型不可分层级情形,提出基于方差量化的多保真度近似建模方法.[方法]基于各组不可分层级低精度数据,分别构建Kriging代理模型,根据其预测方差值量化每组低精度数据的不确定性,并对每组低精度数据进行评估加权以组合构建趋势函数,同时引入改进层次Kriging模型来融合高/低精度数据,使得趋势函数的修正系数能够根据设计空间形貌特征变化进行取值.通过典型数值算例对所提方法进行测试,同时使用该方法开展MI50 超材料隔振器的性能预报.[结果]数值算例结果表明,所提方法的预测精度比同类方法提高 85%以上;隔振器的性能预报结果表明,该方法预测精度相比同类方法提高 60%以上.[结论]所提方法在放宽低精度分析模型之间层级要求的同时,能够充分挖掘低精度数据的有用信息,实现高精度分析模型和不可分层级低精度分析模型的有效融合.

    船舶设计结构分析多保真度代理模型Kriging模型超材料隔振器性能预报

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