基于优化的绿色能源船艇设计
摘 要摘 要本文以无人艇作为绿色能源艇的基本艇型。从无人艇的艇型性能优化着手，通过对其快速性，操纵性，耐波性和稳性四个方面进行数学建模，利用智能优化的知识与VC++编写程序软件，设计编写出艇型性能的优化程序，通过优化程序展开对艇型性能设计的工作，最终确定目标船舶的最佳优化值以及船型系数。通过研究，得出下面几点结论：1）对于艇型性能而言，单一算法与综合算法相比，综合优化算法在各方面的优化结果均优于单一优化算法；同时通过对多种综合优化算法的计算结果比较中发现并行遗传二次载波是目前我们这条模型艇优化的最佳方法；2）相对于不同目标函数对设计的影响，在这里我们通过控制变量法得出这样的结论：耐波性>操纵性>稳性；3）通过遗传算法与并行算法算法对船型进行优化分析，并将这两种算法与并行遗传二次载波结果相比较，扩大算法的对比范围。关键词：无人艇；艇型性能；综合优化；并行遗传算法； 目 录
第一章 绪论 1
1.1 无人艇简介 1
1.2 绿色能源船简介 2
1.3 船型优化简介 4
1.4 本章小结 5
第二章 艇型性能的优化数学模型 6
2.1 引言 6
2.2 静力学数学模型 8
2.2.1 静力学数学模型的优化参数 8
2.2.2 静力学数学模型的优化模型 8
2.3 快速性数学模型 12
2.3.1 快速性数学模型的优化参数 12
2.3.2 快速性数学模型的优化参数 13
2.4 耐波性数学模型 18
2.4.1 耐波性数学模型的优化参数 18
2.4.2 耐波性数学模型的优化参数 18
2.5 操纵性数学模型 20
2.5.1 耐波性数学模型的优化参数 20
2.5.2 耐波性数学模型的优化参数 20
2.6 本章小结 25
第三章 优化算法简介 26
3.1 智能优化算法的产生和发展 26
3.2 遗传算法简介 27
3.3 并行算法简介 31
3.4 综合算法简介 33
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
> 2.5.1 耐波性数学模型的优化参数 20
2.5.2 耐波性数学模型的优化参数 20
2.6 本章小结 25
第三章 优化算法简介 26
3.1 智能优化算法的产生和发展 26
3.2 遗传算法简介 27
3.3 并行算法简介 31
3.4 综合算法简介 33
3.5 本章小结 39
第四章 综合优化算法计算结果及分析 41
4.1 优化变量选取及其上下限 41
4.2 遗传算法优化结果 44
4.3重点变量并行遗传计算结果 62
4.4并行遗传二次载波计算结果 65
4.5 本章小结 68
第五章 总结与展望 69
5.1 本文主要研究工作 69
5.2 论文总结 69
5.3 展望 70
致 谢 72
参 考 文 献 73
第一章 绪论
1.1无人艇简介
无人船的人工智能和自动控制技术，用于海上巡逻，侦察无人机平台的使用，战斗。这些“海船”占地面积小，易于建造数量大，国家维护海洋权益，在处理海事和其他热点问题提供一种新的选择情况。
无人艇图1
无人艇图2
无人艇图3
1.2绿色能源船简介
“绿色”的概念最早出现在第二十世纪，在上世纪90年代中期，其核心是保护人类健康和人类生存环境，促进经济可持续发展。绿色船舶是指在其整个生命周期（包括设计，制造，运行和报废拆解），通过采用先进的技术来有效地满足功能和性能要求的用户，以及节约资源和能源，减少或消除环境污染，和工人的待遇（生产者和消费者）是很好的保护船。绿色船舶设计人员根据环境意识，管理和以人为本的设计和操作过程。目前的绿色船舶的设计，在以下几个方面：（1）建设和运营设计，大量使用绿色环保材料，无污染，标准化和模块化的部件或设备；充分考虑制造工艺，材料利用率必须终止后的生活，考虑出货产品报废，拆除不产生不利影响的环境，如还有一些材料，部件和回收设备；尽量简化工艺，优化配置，提高整个制造系统的运行效率，使原材料和能源的最小能量消耗；减少不可再生资源和稀缺资源的使用，最大限度的替代材料和技术的使用；（2）操作，降低发动机的氮氧化物，硫氧化物的有害液体燃料和其他温室气体排放渗漏；预防；合理的垃圾和污水处理；卸污油的严格控制，等等。
手段比较先进的使用技术（绿色技术）可以在其预定的功能和性能在其生命周期的成本会有效，而资源和能源的节约，减少或消除环境污染，且操作和使用人员和船只的保护。绿色船舶作为一种绿色产品，应该和其他绿色产品，全生命周期，包括造船和船舶设计船舶（修复）船舶退役的全过程，利用先进的技术，经济完成所需的功能和性能，同时实现节约资源和能源，减少或消除产品造成环境污染。因为你可以看到从绿色船舶的定义，船上有绿色的三个基本要素。他们是运输产品的环境相容性，先进的技术和经济。绿色船舶是在先进的技术和经济传统上增加新的环境相容性要素的基础上。只有在产品生命周期中的课程将以先进的技术，经济合理性和环境协调结合成一个，以船为真正意义上的绿色船舶。
1.3船型优化简介
随着算法的优化理论的不断发展对优化算法的类型已经被越来越多的应用也越来越广泛，人们可以解决优化问题逐渐复杂，大规模的发展。这是因为优化算法的不断改进，使建筑师的设计在结构优化过程中，选择大大增加。对各种方法的综合利用的实现，关键是要采用独立的规划和优化软件分为两类的使用。优化软件的使用，大大减少了设计人员的工作量，谁设汁无需花大量时间来编写优化程序，但优化现有程序的使用，还远远不能满足各方面的使用需求，因此对自己的情况来写的程序最能满足计算需求。采用优化算法时，我们也可以添加自己的设计要求，利用集成优化算法，将更好的优化结果。
1.4本章小结
通过对“智能优化算法，了解遗传算法（GA）优化原理和学会识别约束构建船舶和其他财产的数学模型。一些优化和综合优化绿色能源船船式的设计，包括优化的快速艇型，搬运，耐波性，由于理论研究的稳定性，同时优化分析整理得到的结果，归纳结论。
通过对船的船型优化数学模型制备的海岸建立综合优化方法速度的交通理念包含了所有相关的约束，并利用程序对数值模拟的数学模型，并对船上的动态响应的影响研究分析。其中包括：绿色能源的船只性能分析传统型；建立数学模型，用于建立船式的各种参数；分析并找出影响绿色能源船船型的性能的主要参数；分析主要参数影响上午的结果；利用集成优化方法建立优化程序，并记录所有的参数。
第二章 绿色能源无人艇性能优化数学模型
2.1引言
绿色能源船舶的艇型性能与常规能源船型存在很大的区别，常规船型多为单体船，而绿色能源船是高性能船大多数是双体或者三体船。本文中绿色能源采用太阳能，需要将甲板扩大来布
第一章 绪论 1
1.1 无人艇简介 1
1.2 绿色能源船简介 2
1.3 船型优化简介 4
1.4 本章小结 5
第二章 艇型性能的优化数学模型 6
2.1 引言 6
2.2 静力学数学模型 8
2.2.1 静力学数学模型的优化参数 8
2.2.2 静力学数学模型的优化模型 8
2.3 快速性数学模型 12
2.3.1 快速性数学模型的优化参数 12
2.3.2 快速性数学模型的优化参数 13
2.4 耐波性数学模型 18
2.4.1 耐波性数学模型的优化参数 18
2.4.2 耐波性数学模型的优化参数 18
2.5 操纵性数学模型 20
2.5.1 耐波性数学模型的优化参数 20
2.5.2 耐波性数学模型的优化参数 20
2.6 本章小结 25
第三章 优化算法简介 26
3.1 智能优化算法的产生和发展 26
3.2 遗传算法简介 27
3.3 并行算法简介 31
3.4 综合算法简介 33
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
> 2.5.1 耐波性数学模型的优化参数 20
2.5.2 耐波性数学模型的优化参数 20
2.6 本章小结 25
第三章 优化算法简介 26
3.1 智能优化算法的产生和发展 26
3.2 遗传算法简介 27
3.3 并行算法简介 31
3.4 综合算法简介 33
3.5 本章小结 39
第四章 综合优化算法计算结果及分析 41
4.1 优化变量选取及其上下限 41
4.2 遗传算法优化结果 44
4.3重点变量并行遗传计算结果 62
4.4并行遗传二次载波计算结果 65
4.5 本章小结 68
第五章 总结与展望 69
5.1 本文主要研究工作 69
5.2 论文总结 69
5.3 展望 70
致 谢 72
参 考 文 献 73
第一章 绪论
1.1无人艇简介
无人船的人工智能和自动控制技术，用于海上巡逻，侦察无人机平台的使用，战斗。这些“海船”占地面积小，易于建造数量大，国家维护海洋权益，在处理海事和其他热点问题提供一种新的选择情况。
无人艇图1
无人艇图2
无人艇图3
1.2绿色能源船简介
“绿色”的概念最早出现在第二十世纪，在上世纪90年代中期，其核心是保护人类健康和人类生存环境，促进经济可持续发展。绿色船舶是指在其整个生命周期（包括设计，制造，运行和报废拆解），通过采用先进的技术来有效地满足功能和性能要求的用户，以及节约资源和能源，减少或消除环境污染，和工人的待遇（生产者和消费者）是很好的保护船。绿色船舶设计人员根据环境意识，管理和以人为本的设计和操作过程。目前的绿色船舶的设计，在以下几个方面：（1）建设和运营设计，大量使用绿色环保材料，无污染，标准化和模块化的部件或设备；充分考虑制造工艺，材料利用率必须终止后的生活，考虑出货产品报废，拆除不产生不利影响的环境，如还有一些材料，部件和回收设备；尽量简化工艺，优化配置，提高整个制造系统的运行效率，使原材料和能源的最小能量消耗；减少不可再生资源和稀缺资源的使用，最大限度的替代材料和技术的使用；（2）操作，降低发动机的氮氧化物，硫氧化物的有害液体燃料和其他温室气体排放渗漏；预防；合理的垃圾和污水处理；卸污油的严格控制，等等。
手段比较先进的使用技术（绿色技术）可以在其预定的功能和性能在其生命周期的成本会有效，而资源和能源的节约，减少或消除环境污染，且操作和使用人员和船只的保护。绿色船舶作为一种绿色产品，应该和其他绿色产品，全生命周期，包括造船和船舶设计船舶（修复）船舶退役的全过程，利用先进的技术，经济完成所需的功能和性能，同时实现节约资源和能源，减少或消除产品造成环境污染。因为你可以看到从绿色船舶的定义，船上有绿色的三个基本要素。他们是运输产品的环境相容性，先进的技术和经济。绿色船舶是在先进的技术和经济传统上增加新的环境相容性要素的基础上。只有在产品生命周期中的课程将以先进的技术，经济合理性和环境协调结合成一个，以船为真正意义上的绿色船舶。
1.3船型优化简介
随着算法的优化理论的不断发展对优化算法的类型已经被越来越多的应用也越来越广泛，人们可以解决优化问题逐渐复杂，大规模的发展。这是因为优化算法的不断改进，使建筑师的设计在结构优化过程中，选择大大增加。对各种方法的综合利用的实现，关键是要采用独立的规划和优化软件分为两类的使用。优化软件的使用，大大减少了设计人员的工作量，谁设汁无需花大量时间来编写优化程序，但优化现有程序的使用，还远远不能满足各方面的使用需求，因此对自己的情况来写的程序最能满足计算需求。采用优化算法时，我们也可以添加自己的设计要求，利用集成优化算法，将更好的优化结果。
1.4本章小结
通过对“智能优化算法，了解遗传算法（GA）优化原理和学会识别约束构建船舶和其他财产的数学模型。一些优化和综合优化绿色能源船船式的设计，包括优化的快速艇型，搬运，耐波性，由于理论研究的稳定性，同时优化分析整理得到的结果，归纳结论。
通过对船的船型优化数学模型制备的海岸建立综合优化方法速度的交通理念包含了所有相关的约束，并利用程序对数值模拟的数学模型，并对船上的动态响应的影响研究分析。其中包括：绿色能源的船只性能分析传统型；建立数学模型，用于建立船式的各种参数；分析并找出影响绿色能源船船型的性能的主要参数；分析主要参数影响上午的结果；利用集成优化方法建立优化程序，并记录所有的参数。
第二章 绿色能源无人艇性能优化数学模型
2.1引言
绿色能源船舶的艇型性能与常规能源船型存在很大的区别，常规船型多为单体船，而绿色能源船是高性能船大多数是双体或者三体船。本文中绿色能源采用太阳能，需要将甲板扩大来布
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