【摘 要】
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极地自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)可以自主采集极区的海洋环境数据,是目前海洋领域公认的高新技术装备。本文以大潜深、长航程的极地AUV为对象,研究了非鱼雷艇型AUV的多学科设计优化方法,旨在为今后同类型航行器的设计提供技术参考,开展的主要研究工作有:(1)研究了混合近似模型的构建方法。在对比分析响应面近似法、Kriging近似法和径向基神经网络
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极地自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)可以自主采集极区的海洋环境数据,是目前海洋领域公认的高新技术装备。本文以大潜深、长航程的极地AUV为对象,研究了非鱼雷艇型AUV的多学科设计优化方法,旨在为今后同类型航行器的设计提供技术参考,开展的主要研究工作有:(1)研究了混合近似模型的构建方法。在对比分析响应面近似法、Kriging近似法和径向基神经网络法三种近似方法的基础上,利用启发式计算法构建了混合近似模型,通过不同类型测试函数的对比测试,验证了混合近似模型的预测能力。在此基础上,建立了非鱼雷型艇体阻力的混合近似模型。(2)研究了基于灰色层次分析的设计方案评估方法。为了克服层次分析法中存在的认知差异,采用操纵性、快速性、静稳性、可靠性和用途五个评价准则,构造了极地AUV方案评估的灰色判断矩阵,并通过权重大小评估了三种方案的优劣,确定了最优设计方案。(3)研究了基于并行子空间设计的极地AUV优化设计方法。探讨了并行子空间优化、并行子空间设计和协同优化三种方法,并采用经典算例验证了三种方法的适用性。在此基础上,将航行器划分为艇型、能源和结构三个学科,利用并行子空间设计方法构建了优化框架,采用阻力混合近似模型与ANSYS有限元分析结果完成了极地AUV的优化设计。
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