基于多目标综合评判的水面舰船风浪环境适应性评估研究

摘要

船舶风浪环境适应性是指其在实际海浪环境中的耐波性、快速性、操纵性、稳性及隐身性等综合响应特性，与船舶航行性能关系密切。国内水面舰船的环境适应性与国外先进舰船还有差距，特别是与水面舰船平台航行性能关系密切的风浪环境适应性亟待改善。目前的船舶环境适应性评价体系主要研究在静水环境中很少考虑波浪的影响，且大多是以快速性、耐波性、操纵性等单项性能建立评价体系，这与实际船舶的环境适应性有很大差距。国内在水面舰船环境适应性研究方面也是刚刚起步，开展波浪中环境适应性评价指标体系研究的比较少，主要也是以耐波性评价为主。本文针对船舶在风浪环境中的各种性能的响应对船舶环境适应性建立科学合理的评价指标体系，并研究层次分析法、模糊综合评判方法、多学科设计优化MDO方法这三种多目标综合评估方法，并探讨将其应用在水面舰船风浪环境适应性评估中。
　　本研究主要内容包括：⑴对船舶在波浪中的耐波性、快速性、操纵性、稳性、隐身性等性能指标的性质和特点开展详细研究，通过分析各单项性能指标下的若干相关特征参数，合理选取对船舶风浪环境适应性影响较大的特征参数作为评价指标，建立科学合理的船舶风浪环境适应性性评价指标体系；⑵参考目前已有的船舶航行性能评价指标体系的衡准，结合风浪环境适应性评价的需要对各项水面舰船风浪环境适应性评价指标的衡准值的选取进行分析论证，确定各评价指标的衡准值；⑶研究层次分析法和模糊综合评价方法，包括其中权重的确定方法和评判模型的建立方法，并探讨将其应用到船舶风浪环境环境适应性评估中；⑷探讨了多学科设计优化(MDO)方法，研究应用MDO思想分析各性能指标之间的动态交互的耦合影响，并将这种MDO耦合思想加入到评估模型的构建上，构造出各性能学科目标函数及多目标决策函数；⑸以某船型优化为实例，应用层次分析法、模糊综合评价方法以及多学科设计优化(MDO)方法进行风浪环境适应性评估，得到各船型的量化评估值，并就这三种多目标综合评价方法的评估结果以及评估过程和特点进行深入分析及比较，并通过将评估结果反馈到主尺度，给出主尺度优化选择的建议。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 课题国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

第2章 水面舰船风浪环境适应性评价指标体系

2.1 概述

2.2 水面舰船风浪环境适应性基本概念

2.3 水面舰船风浪环境适应性评价指标体系

2.4 各评价指标衡准值的选取

2.5 本章小结

第3章 舰船风浪环境适应性多目标综合评估方法

3.1 概述

3.2 层次分析法

3.3 模糊综合评价方法

3.4 多学科设计优化(MDO)方法

3.5 本章小结

第4章 船舶风浪环境适应性评估实例分析

4.1 概述

4.2 各船型相关参数

4.3 评价指标响应幅值的求取

4.4 基于层次分析法的风浪环境适应性评估

4.5 基于模糊综合评价方法的风浪环境适应性评估

4.6 基于MDO方法的风浪环境适应性评估

4.7 三种评估结果比较及分析

4.8 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢