基于试验设计-遗传算法的船用柴油机冷却系统多目标优化

为了获取某型船用柴油机冷却系统的最佳运行参数,在柴油机可靠运行的前提下,尽量提升动力性和经济性。建立了柴油机工作过程-燃烧室-冷却系统耦合仿真模型,提出试验设计-遗传算法优化算法,该算法具备节省试验成本和多目标全局寻优的优势,选取柴油机的6个典型推进工况点进行研究,采用该算法对冷却系统运行参数开展多目标优化设计,优化设计以海、淡水泵转速为变量因子,以提升动力性参数和经济性参数为目标,以涡前排温、淡水出机温度和峰值缸压为约束条件,优化后,在低负荷点,淡、海水泵节省功耗79.4%、71.73%,扭矩提升7.2%,有效功率提升7.6%,热效率提升8%,耗油率降低6.73%,摩擦功降低9.71%,峰值缸压降低5%。研究结果表明：耦合仿真模型与实机更加贴近;试验设计-遗传算法在解决强耦合、非线性系统的多目标优化问题具备成本低、效率高、精度高的优点。     

船舶柔性推进轴系校中特性研究

为研究柔性支撑方式对轴系校中状态的影响，综合考虑油膜刚度、轴承支点、筏架柔性及气囊隔振器的弹性形变、动刚度等因素，建立柔性支撑结构刚度模型。基于灵敏度分析，计算各参数对柔性支撑下轴承等效变位的影响，使用Kirging响应面法解决各气囊、筏架、轴承等效变位关于轴承负荷参数的耦合，最终以艉轴承负荷和筏架调平量为目标变量完成校中综合优化。校中分析结果表明：柔性推进轴系校中状态同时受轴承垂向变位、筏架形变、气囊刚度和形变等因素影响，其中形变因素影响较大；轴承负荷关于各单独因素近似呈线性变化，但各因素之间的耦合关系使轴系负荷呈非线性；基于响应面法同时调整筏架姿态和轴承负荷，改善轴系校中状态，使艉轴承负荷降低27%。