响应面技术在船舶设计中的应用研究

摘要

随着计算机水平的发展，CFD技术广泛应用于船舶设计中对性能的精确预报，不过限于计算时耗仍然不能达到快速预报的水平，限制了先进优化设计技术在船舶设计中的应用。如果过将CFD技术及响应面等相关技术应用于舰船航行性能的快速预报，则可以形成较高精度性能预报，多种优化方法则可以直接应用到船舶设计之中，可以研究新型船型和综合考虑更多的性能，为船舶的研制和决策提供科学的依据，极大的提高船舶设计的水平。
　　本文对响应面技术进行了比较深入的研究，提出一种基于改进PSO的BP神经网络响应面。该响应面方法以改进的PSO方法对BP神经网络的待求参数进行一次寻优，找到一个具有良好全局性能的参数组合，将其作为初始权值和阈值进行BP神经网络的训练，从而避免训练易陷入局部极优值，提高训练效率。
　　在响应面技术的应用实例中运用正交试验思想来设计参数组合，利用 Maxsurf软运自动生成船体模型，使用CFD技术精确计算各组合的船舶水动力性能，最后利用三种不同的响应面技术进行快速预报的完整响应面技术，实例验证了该方法的有效性。响应面实例结果对比说明了基于改进PSO的BP神经网络响应面具有较高的精度和良好的稳定性。

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1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文主要研究内容

2 关键技术

2.1 正交试验设计

2.2 CFD技术

2.3 多项式响应面

2.2 BP神经网络响应面

2.4 PSO

3 基于改进PSO的BP神经网络响应面技术

3.1 PSO在BP神经网络中的应用

3.2 一种改进PSO方法

3.3 响应面基本流程

4 快速性响应面实例前处理

4.1 5415船型优化简介

4.2 试验方案设计

4.3 快速性计算

4.4 数据预处理

5 快速性响应面的建立与比较

5.1 多项式响应面

5.2 BP神经网络响应面

5.3 基于改进PSO的BP神经网络响应面

5.4 响应面性能比较

6 结论和展望

致谢

参考文献

附录1 攻读学位期间发表论文目录

附录2 基于PSO的BP神经网路响应程序