基于乘子罚函数算法的脐带缆截面布局多目标优化设计研究

摘要

脐带缆是海上油气开采水下生产系统中的关键远程控制装备之一,其横截面由电缆、光缆和钢管等功能构件组成.不同的构件具有不同的物理特性,因此,不同的脐带缆截面布局将呈现出不同的几何特性和承载能力,脐带缆截面布局设计为典型的多目标优化问题.论文考虑脐带缆截面几何特性和力学性能指标,提出了可量化的截面布局多目标优化模型,引入乘子罚函数法优化算法实现对该优化模型的求解.最后,以一条脐带缆为例,通过该优化算法获得了截面最优布局形式,通过与初始截面布局形式的对比,验证了该多目标优化设计方法的有效性.该方法可自动进行布局设计,避免了依赖人工经验的不确定性,为脐带缆截面布局设计提供了有益的参考.