伴随现代船舶对机动性越来越高的要求,艏侧推装置在船舶上的应用越发普遍。应用艏侧推装置时需要注意到,其工作时产生的激振力对船舶结构造成的振动响应不容忽视。在船舶的设计过程中,设计人员希望船舶结构在满足船级社规范对船体强度与振动响应要求的同时尽可能地节省材料,而结构优化设计是解决这一问题的有效方法。本文针对上述问题从工程角度出发建立了艏侧推装置激振下的船舶结构振动响应分析流程与适用于船舶结构的可靠性优化设计流程。为分析艏部侧推装置激振对船舶结构的影响,本文利用Fluent计算得到螺旋桨工作产生的时域脉动压力与轴承力,通过Delaunay三角剖分插值和傅立叶变换转换为有限元模型上的频域激振力,并调用Nastran动力学模块完成载荷施加和频率响应分析。最后,分析研究了脉动压力与轴承力的幅值和相位对结构振动响应的影响。在船舶结构优化设计中,本文通过考虑设计变量的不确定性,对船舶结构可靠性优化问题进行了研究。为解决大型船舶结构应用传统可靠性优化方法计算效率和精度不能同时保证的问题,利用粒子群算法(PSO)和迭代均值组合近似模型(ER)改善序贯优化与可靠性评估法(SORA)的优化效率,建立了改进的可靠性优化设计流程并将其应用于船舶结构可靠性优化问题中。优化结果表明,可靠性优化相较于确定性优化更有实际意义,改进的可靠性优化流程在保证结果精度的同时显著降低了计算成本。