遗传算法在海上多浮体波漂移力优化中的应用

针对海上浮式结构物的防护问题,考虑利用实数编码的遗传算法对结构物的尺寸参数和迎浪角进行优化,以降低海上结构物的波漂移力。对于浮式结构物的波漂移力计算,本文基于波浪交互理论和高阶边界元方法建立了三维多浮体水动力数值分析模型。计算结果表明:利用优化的尺寸参数和迎浪角,不仅可以有效降低整个浮体群的波漂移力,也可以有效减小每个浮体的波漂移力。同时,优化后的浮体周围波面得到了明显改善,从而降低了甲板砰击和上浪发生的可能性。研究发现,浮体波漂移力的减小与其迎浪侧和背浪侧的波高分布密切相关。     

FPSO型采油平台波浪漂移力的分析研究

波浪平均漂移力是指由于波浪的一阶运动产生的二阶波浪力.对于系留状态的船型采油平台FPSO系统,不同波向波浪作用下、FPSO系统所受到的纵荡、横荡以及首摇方向的波浪平均漂移力是设计其锚泊系统的重要依据.为了计算FPSO系统一阶波浪辐射和绕射问题,采用高阶边界元方法并考虑FPSO形状的对称性;波浪平均漂移力则运用近场解法在湿表面上直接进行压力积分获得.与常数单元方法相比,该方法具有很高的精度,特别是对于高频波浪能得到可靠的收敛解.     

基于泰勒展开边界元法的深水浮体二阶平均漂移力计算

为了消除传统低阶面元法计算非光滑边界单元处的切向诱导速度精度低的缺点,提出了一阶泰勒展开边界元方法。对边界积分方程中偶极强度在单元内进行泰勒展开,保留一阶导数项,并对边界场点求2个正交方向的切向导数来封闭方程组,从而可同时求解单元中的速度势及其切向速度。数值计算表明,该方法可提高浮体边界拐角处切向速度和水线处波面爬高的计算精度,进而保证浮体二阶平均波浪漂移力的计算精度和收敛性。     

浮体在时域中的瞬时运动和波浪力数值模拟

考虑浮体时域运动及波浪力计算中时域Green函数的计算困难,由时域Green函数及其导数表达式,建立各自满足的定常非齐次常微分方程.考虑常微分方程的定常、非齐次特性,引入精细时程方法进行数值计算;与此同时,给出了此方法中难以确定的定常系数矩阵的选取建议.同时由此方法计算所得时域Green函数应用于零航速浮体的瞬时运动和波浪力数值计算.研究结果表明,在相同时间步长(如Δt=0.01)时,此方法相对于四阶Runge-Kutta更为准确的计算了时域Green函数;为浮体在时域中的准确预报,提供了可靠的数值基础.     

不规则波中浮式平台波漂力及运动计算研究

为研究分析系泊浮式生产储油平台波浪漂移力计算精度和耦合运动时域模拟的方法,本文使用自主开发的一阶泰勒展开边界元方法对某浮式生产储油平台在压载工况下的频域波浪漂移力进行了计算,并与商业软件AQWA、WAMIT计算的漂移力结果作对比分析。在频域计算的基础上,使用基于异步耦合方法开发的系泊浮体耦合运动分析程序对浮式生产储油平台在多个不规则波海况下的非线性运动响应进行时域模拟,并与模型试验测试结果作对比,分析了数值模拟精度。从结果显示可知计算结果吻合较好,即使是更为复杂的海况,在海浪和海流同向的情况下,异步耦合分析程序也能获得与模型试验较为一致的结果。     

遗传算法在多资源优化调度问题中的应用

多资源项目调度中优化资源使用问题是在满足项目中活动之间的时序约束和资源约束条件下 ,使资源充分使用的调度方案 .针对资源均衡使用的优化目标建立了非线性数学规划模型 ,利用遗传算法进行求解 .仿真实例表明方法的有效性     

非线性规划的遗传算法在多峰函数优化中的应用

对于函数优化问题,遗传算法具有较强的全局搜索能力,但其局部搜索能力相对较弱,一般只能搜索到问题的次优解,特别是函数具有多个峰值时,遗传算法易陷入局部解,而采用梯度下降方法寻优,非线性规划具有很强的局部搜索能力,但全局搜索能力较弱,所以研究通过结合两种算法的优点,利用遗传算法实施全局搜索和非线性规划实施局部搜索,以得到函数优化问题的全局最优解.通过测试函数证明,结合非线性规划后,遗传算法不仅能解决多峰函数寻优过程中易陷入局部最优的问题,而且具有很高的寻优效率,取得满意的结果.     

多目标遗传算法在感应加热电气参数优化中的应用

利用有限元分析法计算钢绞线感应加热温度场数值,结果表明:电流密度和频率是影响感应加热效果的电气参数.改变电流密度和频率,计算出大量的感应加热温度场数值.通过对温度场数值回归分析,建立了表征感应加热效果的数学模型.遗传算法是一种可以解决多目标优化问题的新型算法,相对于其它方法,该方法通用性强,准确率高,更具科学性.依据所建立的数学模型,应用多目标遗传算法进行电气参数优化,求解出最优解.该最优解为感应加热器温度控制提供理论依据.