基于物理规划的多目标优化算法及其在船型优化中的应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51479150
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1102.船舶工程
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Ship hydrodynamic performance comprehensive optimization often includes many objectives. How to consider the conflicts among the performances to obtain the ship form whose performances are all good, has become a research hotspot at home and abroad. At present, many researchers solve these problems by multi-objective optimization algorithm based on physical programming. This algorithm is able to obtain evenly distributed Pareto front for simple numerical example, but it still has some disadvantages when applying in complex engineering problems, mainly including that the number of Pareto solutions can not to be arbitrarily set, the search positions of pseudo-preference structures are not even and the search range is limited. To overcome these problems, this project focus on the researches about the smoothness of preference function in physical programming, the search range of the pseudo-preference structure in physical programming and the number and evenness of the Pareto solutions. By these researches, this project will propose an efficient multi-objective optimization algorithm based on physical programming, and apply the algorithm in ship hydrodynamic performance comprehensive optimization to significantly improve the efficiency and quality of ship optimization. The research results of this project not only have important effects on the development of innovation ship form and application process acceleration of ship form optimization, but also can provide a reliable multi-objective optimization algorithm for complex product in other engineering field.
船舶水动力性能综合优化常含有多个指标,如何综合考虑各性能指标之间的矛盾冲突,获得各性能综合兼优的船型,是国内外的研究热点。目前,大多学者采用基于物理规划的多目标优化算法求解这类问题。该算法对于简单的数值算例可以得到均匀分布的Pareto前沿,但应用于复杂工程问题时却存在诸多不足,主要包括Pareto解个数不能随意设定、伪偏好结构的搜索位置分布不均和搜索范围有限等问题。为解决这些问题,本项目重点开展物理规划偏好函数光顺性、物理规划伪偏好结构搜索范围及Pareto解数量及均匀性等研究。通过以上研究,拟提出一种高效的基于物理规划的多目标优化算法,并将其应用于船舶水动力性能综合优化中,以显著提高船型优化效率和质量。本项目的研究成果不仅对创新船型研发、加速船型优化的工程化应用进程具有重要意义,而且也可为其他工程领域的复杂产品优化提供一种可靠的多目标优化算法。

结项摘要

船舶水动力性能综合优化常含有多个指标,如何综合考虑各性能指标之间的矛盾冲突,获得各性能综合兼优的船型,是国内外的研究热点。目前,大多学者采用基于物理规划的多目标优化算法求解这类问题。该算法对于简单的数值算例可以得到均匀分布的Pareto前沿,但应用于复杂工程问题时却存在诸多不足,主要包括Pareto解个数不能随意设定、伪偏好结构的搜索位置分布不均和搜索范围有限等问题。为解决这些问题,本项目重点开展物理规划偏好函数光顺性、物理规划伪偏好结构搜索范围及Pareto解数量及均匀性等研究。通过以上研究,拟提出一种高效的基于物理规划的多目标优化算法,并将其应用于船舶水动力性能综合优化中,以显著提高船型优化效率和质量。本项目的研究成果不仅对创新船型研发、加速船型优化的工程化应用进程具有重要意义,而且也可为其他工程领域的复杂产品优化提供一种可靠的多目标优化算法。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(0)
基于CFD的KCS船舶艏部型线优化研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    江苏船舶
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冯佰威;叶诗瑶;常海超
  • 通讯作者:
    常海超
基于变复杂度方法的船舶型线优化
  • DOI:
    10.13788/j.cnki.cbgc.2018.03.005
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    船舶工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张守慧;谢玲玲;冯佰威;叶诗瑶;王丽铮
  • 通讯作者:
    王丽铮
基于设计结构矩阵的船舶MDO建模
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    华南理工大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘强;冯佰威;刘祖源
  • 通讯作者:
    刘祖源
Sample Selection Method for Ship Resistance Performance Optimization Based on Approximated Model
基于近似模型的船舶阻力性能优化样本选择方法
  • DOI:
    10.5957/josr.60.1.140047
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Ship Research
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    Chang Haichao;Cheng Xide;Liu Zuyuan;Feng Baiwei;Zhan Chengsheng
  • 通讯作者:
    Zhan Chengsheng
Hull form modification for ship resistance performance optimization based on Delaunay triangulation
基于Delaunay三角测量的船体变形优化船舶阻力性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Ocean Engineering
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Xide Cheng;Baiwei Feng;Zuyuan Liu;Haichao Chang
  • 通讯作者:
    Haichao Chang

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其他文献

基于CFD的高速船船体型线的自动优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    Journal of Huazhong University of Science and Technology (Natural Science Edition)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谢玲玲;冯佰威;刘祖源
  • 通讯作者:
    刘祖源
一种新的曲面修改方法在船型优化中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国造船
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冯佰威;刘祖源;詹成胜;常海超
  • 通讯作者:
    常海超
基于CFD的船舶球首型线自动优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    船舶力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    詹成胜;刘祖源;冯佰威
  • 通讯作者:
    冯佰威
基于Levenberg-Marquardt 算法的船体型线反向设计研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国造船
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄雨佳;冯佰威;刘祖源
  • 通讯作者:
    刘祖源
近似技术在船型阻力性能优化中的应用研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    中国造船
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冯佰威;刘祖源;詹成胜;程细得
  • 通讯作者:
    程细得

其他文献

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AI技术路线图

刘祖源的其他基金

船舶多学科设计优化的若干基础问题研究
  • 批准号:
    51039006
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    200.0 万元
  • 项目类别:
    重点项目
受损船舶的水动力性能研究
  • 批准号:
    10772139
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    27.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
船舶碰撞与避碰的运动机理及计算机智能模拟系统研究
  • 批准号:
    19872052
  • 批准年份:
    1998
  • 资助金额:
    14.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
考虑粘性影响的船舶操纵运动水动力的理论计算研究
  • 批准号:
    19302018
  • 批准年份:
    1993
  • 资助金额:
    4.5 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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