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篇1
进行船舶结构优化设计的目的就是寻求合适的结构形式和最佳的构件尺寸，既保证船体结构的强度、稳定性、频率和刚度等一般条件，又保证其具有很好的力学性能、经济性能、使用性能和工艺性能。随着计算机信息技术的发展，在计算机分析与模拟基础上建立的船舶结构的优化设计，借鉴了相关的工程学科的基本规律， 而且取得了卓越的成效；基于可靠性的优化设计方法也取得了较大的进步；建立在人工智能原理与专家系统技术基础上的智能型结构设计方法也取得了突破性进展。
1经典优化设计的数学规划方法
结构优化设计数学规划方法于1960年由L.A.Schmit率先提出。他认为在进行结构设计时应当把给定条件的结构尺寸的优化设计问题转变成目标函数求极值的数学问题。这一方法很快得到了其他专家的认可。1966年，D.Kavlie与J.Moe 等首次将数学规划法应用于船舶的结构设计，翻开了船舶结构设计的新篇章。我国的船舶结构的设计方法研究工作始于70 年代末，已研究出水面船舶和潜艇在中剖面、框架、板架和圆柱形耐压壳等基本结构的优化设计方法。
由于船舶结构是非常复杂的板梁组合结构，在受力和使用的要求上也很高，所以在进行船舶结构的优化设计时，会涉及到许多设计变量与约束条件，工作内容很多，十分困难。船舶结构的分级优化设计法就是在这个基础上产生的，其基本思路是最优配置第一级的整个材料，优选第二级的具体结构的尺寸。每一级又可以根据具体情况划分成若干个子级。两级最后通过协调变量迭代，将整个优化问题回归到原问题。分级优化方法成功地解决了进行船舶优化设计中的剖面结构、船舶框架和板架、潜艇耐压壳体等一系列基本问题。
2 多目标的模糊优化设计法
经典优化设计的数学规划方法是在确定性条件下进行的， 也就是说目标函数与约束条件是人为的或者按某种规定提出的，是个确定的值。但是在实际上， 在船舶结构的优化设计过程、约束条件、评价指标等各方面都包含着许多的模糊因素，想要实现模糊因素优化问题， 就必须依赖于模糊数学来实现多目标的优化设计。模糊优化设计问题的主要形式是：
式中j 和j分别是第j性能或者几何尺寸约束里的上下限。
模糊优化设计方法大大的增加了设计者在选择优化方案时的可能性， 让设计者对设计方案的形态有了更深入的了解。目前，模糊优化设计法发展很快， 但是，还未实现完全实用化。多目标的模糊优化设计法的难点主要在于如何针对具体设计对象， 正确描述目标函数的满意度与约束函数满足度隶属函数的问题。
3 基于可靠性的优化设计方法
概率论与数理统计方法首先在40 年代后期由原苏联引入到结构设计中， 产生了安全度理论。这种理论以材料匀质系数、超载系数、工作条件系数来分析考虑材料、载荷及环境等随机性因素。早在50年代，人们就在船舶结构的优化设计中指出了可靠性概念，随后，船舶设计的可靠性受到人们的重视，开始研究可靠性设计方法在船舶结构建造中的应用。
船舶结构可靠性的理论和方法根据设计目标的不同要求， 可以得出不同的结构可靠性的优化设计准则。大体分为以下3种：
1）根据结构的可靠性R·，要求结构的重量W最轻，即：
MinW（X），s.t.R ≧R·
2）根据结构的最大承重量W·， 要求结构的可靠性最大或者破损概率最小，即：
Min Pf（X ） ， s.t.W （X ） ≦ W·
3）兼顾结构重量和可靠性或破损概率， 实现某种组合的满意度达到最大，即：
Max[a1uw（X）+a2upf（X）]
式中， a1，a2分别代表结构重量和破损概率的重要度程度， 而且满足a1+a2≥1.0，a1，a2≥0；uw，upf分别为代表相应的满意度。
关于船舶结构的可靠性优化设计方法的研究越来越多， 逐渐成为船舶的结构优化设计中的重要方向。但是，可靠性的优化设计方法除了在大规模的随机性非线性规划求解中存在困难外， 还有一个重要的难点在于评估船舶结构可靠性的过程很复杂， 而且计算量大。
4 智能型的优化设计方法
随着人工智能技术（Al）和计算机信息技术的发展， 给船舶结构的优化设计提供了一个新的途径，也就是智能型优化设计法。
智能型的优化设计法的基本做法为：搜索优秀的相关产品资料，通过整理，概括成典型模式，再进行关联分析、类比分析和敏度分析寻找设计对象和样本模式间的相似度、差异性与设计变量敏度等，按某种准则实施的样本模式进行变换， 进而产生若干符合设计要求的新模式， 经过综合评估与经典优化方法的调参和优选， 最终取得最优方案。
智能型的优化设计法法的优点是创造性较强，缺点是可靠性较弱。所以在分析计算其产生的各种性能指标时，应当进行多目标的模糊评估， 必要时还应当使用经典优化方法对某些参数进行调整。
5 结论
通过本文对船舶结构优化设计方法的研究，我们得出在进行船舶结构优化设计的时候， 往往会涉及到很多相互制约和互相影响的因素， 这就需要设计人员权衡利弊， 进行综合考察， 不但要进行结构参数与结构型式的优选，而且还要针对具体情况对做出的方案进行评估、优选和排序。通过什么准则对不同的方案进行综合评估，得出最优方案， 成为专家和设计人员需要继续研究的问题。
参考文献
篇2
在船舶结构直接计算中，外载荷(包括波浪压力、砰击载荷、货物压力、晃荡载荷、波浪弯矩、剪力和扭矩等)[1]的计算都依赖于经验公式，不管是采用全船的计算模型还是采用舱段的计算模型，目前情况下很难得到一个完全平衡的外载荷力系。由于船舶结构是一个复杂的空间结构，直接计算时，有限元模型中节点数、单元数十分庞大，载荷计算的累计误差使得寻求一个完全平衡的外载荷力系的工作更加困难。在这种情况下，施加合理、合适的边界条件变得十分重要，因为约束点产生的很大的反力严重地影响(改变)了结构的实际受力状态。边界条件对于计算的结果有重大的影响，而边界条件的确定取决于对结构受力和变形状态的判断以及分析者的经验，其中人为的因素较多。也许可以认为根据StVenant原理，由于约束点距离我们最关心的部位较远，对应力分布的计算结果的影响有限，但是这样得到的结果毕竟是不甚合理的。因此用有限元方法计算船舶结构强度时，为了得到比较准确的变形和应力结果，可能需要特殊的处理方法。目前的研究中有采用惯性释放的方法[2]，此方法用结构的惯性力来平衡外力，由于人为的施加外载荷，虽然在大多数情况下，都经过了节点力的调整，但作用在船体的力系仍然不是平衡力系，根据达朗贝尔原理，利用惯性力使整个力系达到平衡。也有研究整船有限元模型自动加载技术的[3]，这些研究都需要经过节点力的调整和惯性平衡力计算的多次叠代，对船舶要进行浮态调整，实现起来，比较繁琐。
本文基于优化设计的思想，提出了一种应用ANSYS优化设计分析功能进行船舶浮态的自动调整及加载的方法，使得施加在有限元模型的整个外载荷几近于平衡力系，约束点的支反力接近于零，通过算例证明了该方法的可行性。
二、ANSYS优化设计理论及其应用于船舶浮态自动调整及加载
ANSYS优化设计分为目标优化设计和拓扑优化设计两种。目标优化设计是一种通过迭代试算以确定最优化设计方案的技术[4]。所谓“最优设计”，指的是该种方案可以满足所有的设计要求（如应力低于许用应力，长度小于临界长度），而且目标量的支出（如重量、面积和费用等）最小。一般来说，设计方案的许多方面都可以优化，如尺寸、形状、制造费用、自然频率等。所有可以参数化的ANSYS选项几乎都可以做优化设计。ANSYS优化设计实际就是程序提供了一系列的分析―评估―修正的循环过程，这一循环过程重复进行直到所有的设计要求都满足为止。ANSYS优化模块中的三大变量是设计变量、状态变量和目标函数，设计变量为自变量，优化结果的取得就是通过改变设计变量的数值来实现的，而实际上设计变量就是需要真正的进行设计的变量。状态变量是约束设计的数值，为因变量，是设计变量的函数。目标函数即为最后用以评估设计是否最优设计的量，一般来说是要尽量减小的量，它必须是设计变量的函数，也就是说目标函数的数值也必须随着设计变量的改变而改变。
本文的思路是基于ANSYS优化设计理论，我们将船舶首尾吃水定义为设计变量，也就是说将船舶模型的舷外水压力载荷作为我们设计的变量，再将单元的应力定义为状态变量，约束点处的支反力定义为目标函数，通过优化迭代设计，ANSYS优化设计程序将通过迭代试算自动寻找到船舶合理的也就是实际的吃水状态，使得目标函数值即约束支反力的大小接近于零，此时整个外载荷几近于平衡力系，得到的设计变量的解最接近船舶实际的吃水及浮态，这个解也就是我们所要寻找的最优解，寻找到最优解的这次迭代实际上也完成了船舶有限元模型合理的加载与计算。
整个优化程序设计的主要步骤为（1）用命令流参数化建立船舶有限元模型，船舶的吃水等设计变量用参数化的形式输入，并指定初始值，为了提取必要的状态变量以及目标函数，需要进行一次求解且用命令流提取并指定状态变量和目标函数，将船舶的吃水指定为设计变量，单元的应力指定为状态变量，约束处的支反力定义为目标函数，然后生成循环所用的分析文件，该文件包括整个分析的过程；（2）进行优化分析的设置，进入OPT，指定分析文件，声明优化变量，选择优化工具和优化方法，指定优化循环控制方式等。（3）运行优化程序，进行优化分析并查看设计序列结果和后处理。
三、算例
为了说明该方法的的可行性，本文对一柱体进行了基于优化设计的浮态调整。如图1所示，柱体的横截面为正方形，柱体上表面0-3000mm范围内的均布载荷为1/375 N/mm2，3000-7000mm范围内的均布载荷为3/800 N/mm2，7000-10000mm范围内的均布载荷为7/3000 N/mm2，首吃水的初始值B=300mm，尾吃水的初始值A=500mm，整个分析计算过程的APDL程序如下：
图1 柱体模型尺寸及载荷示意图（尺寸单位：mm）
/BATCH ASEL,A,LOC,X,10000
*SET,A,500! 定义设计变量初始值 ADELE,ALL,1
*SET,B,300 ASEL,S,LOC,Y,0
/PREP7！进入前处理建立有限元模型 ASEL,A,LOC,Y,1000
ET,1,SHELL63 ASEL,A,LOC,Z,1000
R,1,10, , , , , , AREVERSE,ALL
ET,2,LINK8 ESIZE,50,0
R,2,500, , MSHAPE,0,2D
MPTEMP,,,,,,,, MSHKEY,1
MPTEMP,1,0 ASEL,ALL
MPDATA,EX,1,,2.1E5 AMESH,ALL
MPDATA,PRXY,1,,0.3 N,0,-500,500
BLC4, , ,10000,1000 N,10000,-500,500
VEXT,all, , ,0,0,1000,,,, TYPE,2
VDELE, 1 MAT, 1
ASEL,S,LOC,X,0 REAL,2
ESYS, 0 D,NODE(0,0,500),,,,,,UX,,UZ,！施加约束
SECNUM, D,NODE(10000,0,500),,,,,,,,UZ,
TSHAP,LINE D,NODE(0,-500,500),,,,,,,UY,,
E,NODE(0,0,500),NODE(0,-500,500) D,NODE(10000,-500,500),,,,,,,UY,,
E,NODE(10000,0,500),NODE(10000,-500,500) ALLSEL,ALL
NSEL,S,LOC,X,0,3000 SOLVE ！第一次求解
NSEL,R,LOC,Y,1000 FINISH
FINISH /POST1！进入后处理
/SOL！进入求解器 SET,LAST
ANTYPE,STATIC ETABLE,STR,LS,1！提取状态变量值
SF,ALL,PRES,8000/(1000*3000) ！定义载荷 *GET,STR1,ELEM,ENEARN(NODE(0,-500,500)),E
TAB,STR
NSEL,S,LOC,X,3000,7000
NSEL,R,LOC,Y,1000 *GET,STR2,ELEM,ENEARN(NODE(10000,-500,50
0)),ETAB,STR
SF,ALL,PRES,15000/(1000*4000)
NSEL,S,LOC,X,7000,10000 *SET,C,ABS(STR1)
NSEL,R,LOC,Y,1000 *SET,D,ABS(STR2)
SF,ALL,PRES,7000/(1000*3000) *SET,W,500*（C+D） ！提取目标函数值
ALLSEL,ALL FINISH
*DIM,P1,TABLE,2,3,1,X,Y, LGWRITE,'OPT','lgw', ！生成优化分析文件
*SET,P1(0,1,1) , 0 /OPT ！进入优化处理器
*SET,P1(0,2,1) , B OPANL,'OPT','lgw',' '！指定分析文件
*SET,P1(0,3,1) , A OPVAR,A,DV,300,700, , ! 定义设计变量
*SET,P1(1,0,1) , 0 OPVAR,B,DV,200,600, ,
*SET,P1(1,1,1) , A/100000 OPVAR,C,SV,0,100, , ！定义状态变量
*SET,P1(1,2,1) , (A-B)/100000 OPVAR,D,SV,0,100, ,
*SET,P1(2,0,1) , 10000 OPVAR,W,OBJ, , ,10, ！定义目标函数
*SET,P1(2,1,1) , B/100000 OPSAVE,'OPT',' ',' '
NSEL,S,LOC,Y,0,1000 OPTYPE,FIRS！定义一阶方法
NSEL,U,LOC,Y,1000 OPFRST,8, , , ！最大8次迭代
SF,ALL,PRES,%P1% ！定义水压力载荷 OPEXE！开始优化分析
ALLSEL,ALL
程序在第3次迭代计算的时候，找到了最优解，此时设计变量A=320.84mm，B=279.07mm，目标函数W=4.2832 N，本次迭代同时也完成了模型合理的加载与计算。设计变量A、B对迭代次数的函数曲线见图2所示，目标函数W对迭代次数的函数曲线见图3所示。
理论计算结果为A=321.001mm，B=278.999mm，优化程序计算表得到的A值的相对误差为0.519%，B值的相对误差为0.025%，误差非常小，可见程序的计算是有效的。
图2A、B对迭代次数的函数曲线 图3W对迭代次数的函数曲线四、结论
有限元方法在船舶结构分析中已经得到广泛应用，由于船舶结构的复杂性，浮态的调整和舷外水压力的计算及加载要花费大量的精力，从算例可见，基于ANSYS优化设计分析可以用来自动处理这些工作，并能较好地接近理论计算的结果，因此该方法在船舶结构的直接计算中，具有一定的实用性。
参考文献
[1]王杰德，杨永谦. 船体强度与结构设计[M].北京：国防工业出版社，1995.
[2]张少雄，杨永谦. 船体结构强度直接计算中惯性释放的应用.中国舰船研究，2006，1（1）：58~61.
篇3
Optimization Design for the Manufacturing Process of the Ship Sintering Evaporator
ZHANG Hongdun
（School of Ocean，Yantai University，Yantai Shandong，264005，China）
Abstract：Highly efficient heat transfer systems play more and more important role in the development of modern marine engineering equipment. Compared with the ordinary evaporator，the sintering evaporator’s heat transfer performance is obviously enhanced，which provides reference to saving metal material and reduce size for ship evaporator.A new approach fabricating sintered micro-structured wicks is developed which can help to fabricate the uniform wicks on the sintered surface，which can also provides reference for sintering evaporator with different thickness and copper powder particles diameter by use sintering furnace.
Key words：Sintered particles Micro-channel Porous media Evaporator
中国作为最大的发展中国家，已跻身国际航运大国的行列，伴随着各种贸易的快速发展，我国每年进出口货物的93%～95%是通过船舶运输的方式来实现的，其中很多货物还要通过冷藏运输方式完成，同时，海上作业船、军舰、渔船等为了满足生产、生活以及特殊设备的需要，均需设置制冷装置，制冷装置已是船舶运行不可或缺的重要设备[1]。
船舶的运营成本成是航运经济性的重要指标，随着制冷技术应用的日益广泛以及燃油成本的不断提高，制冷装置消耗的能源也在不断增加，节能减耗是船舶营运经济性的重要发展方向。制冷蒸发器是制冷系统的关键部件，它的换热效率会直接影响制冷装置的能量消耗及效率，如何强化制冷蒸发器的换热系数是当前对制冷装置节能研究的热点之一。
强化传热的目的是适应和促进高热流密度的热交换[2]，以有效的冷却来保证高温部件的安全运行，以经济的手段来传递特定的热量，以高的效率来实现能源的充分利用[3]，确保设备和器件在安全运行的前提下，提高热交换系统的经济性，达到在总传热量一定的情况下减小传热温差或者在传热温差一定的前提下提高总传热量的目的 [4]。
烧结蒸发器的内壁具有多孔烧结表面，该烧结表面有很高的传热系数，可以有效的强化多孔侧传热，通过与同规格光滑管传热性能试验对比，其传热系数比光滑管提高了5～6倍[5]，是强化换热、降低金属耗材、提高能量利用率以及实现能量充分利用的良好换热表面[6]。烧结处理方式是强化传热中的被动技术，被动技术不需要额外消耗功率和其它附属设备，在完全失重或微重力环境中仍可工作，结构简单，运行可靠。
1 烧结表面强化传热原理分析
1.1 概念
烧结[7]是金属的粉末或粉末压坯在一定的温度和保护气体中受热所发生的过程和现象，烧结会使金属颗粒发生相互粘结，提高了密度，而且很多情况下，也会增加烧结体的强度。如果烧结工艺控制恰当，烧结体的机械性能、物理和密度可以接近同成分的致密材料。从工艺上来分，烧结被是一种热处理工艺，它把金属粉末或粉末压坯加热，在低于其基本成分熔点的温度下保温，然后以不同的方式或速度冷却到常温，烧结过程中会发生一系列的物理化学变化，粉末颗粒的聚集体成为颗粒的聚集体，从而得到所需要的物理、机械性能的材料或制品。
以铜粉烧结为例，一般的烧结工艺大致为：选取纯度在99.5%左右的铜粉，它的单体粒径控制在75～150 μm。首先，使用工具将铜管内部清理洁净，除掉毛刺，然后将铜管放到稀H2SO4中采用超声波清洗。清理洁净之后我们将得到一根无氧化物、内外壁都十分光滑的铜管。之后用一根细钢棍插到铜管里（要求工具准确地将细钢棍固定在铜管的中央，以保证铜粉填充均匀），将铜管的底部用铜片或堵头暂时堵住，随后就可以把铜粉颗粒倒入铜管了。填装完毕后就可以拿到烧结炉进行烧结。在烧结过程中，选氮气、氢气或真空作为保护气，同时，烧结温度的控制也很重要，一般情况下烧结炉最大温度控制在800℃～850℃（根据产品要求的渗透率确定）。烧结完之后需用一个辅助工具加紧铜管，使用专用工具把钢棍抽出即可[8]。严格按照上述过程制作的烧结式铜管，铜粉烧结块分布厚度均匀一致，各个部分的毛细结构渗透率大体相同。图1为烧结式铜管纵横截面剖面图，从图中可以看出铜管内壁面上形成的烧结吸液芯。
1.2 强化传热原理分析
烧结蒸发器是将一定目数的金属粉末烧结在管内表面从而形成与管壁一体的多孔介质，这种多孔介质有较高的毛细抽吸力，并较好地减小了径向热阻，可以实现细薄膜蒸发，该烧结式蒸发器可以兼顾高热传量和低热阻的考量。
在换热面上烧结金属颗粒后，加热面和粒子之间形成了许多空隙凹坑，从而增加了表面活化中心的数目。在核沸腾时，凹坑中的汽泡受到多孔介质有限空间的限制会在受热面附近形成汽区或汽团。多孔介质内的液体在汽区汽液弯月界面发生强烈的液体细薄膜蒸发，这种液体细薄膜主要存在于多孔介质的空隙中;另一方面，因为金属颗粒的导热系数好于沸腾工质的导热系数，所以，多孔烧结层对换热壁面而言相当于增加了翅片作用，并且由于烧结层具有很高的比表面积，使固液换热量得到很大提升，有利于细薄膜的受热与蒸发。蒸汽逸出烧结层和液体的补充是由相应的毛细通道的抽吸力来实现的。
根据以上分析，多孔烧结表面沸腾换热主要受液体的激烈细薄膜蒸发和烧结层中汽-液两相运动特性这两个因素的影响。随着这两个因素的改变会出现不同的传热特性。在低热负荷时，液体的细薄膜蒸发占主要地位，烧结层对沸腾换热起强化作用，这一区域称为传热控制区;而在高热负荷时，由于液体的补充和蒸汽的脱离受烧结层骨架结构的限制，减弱了传热强化性能，这一区域称为阻力控制区。在阻力控制区和传热控制区的临界转折点，换热系数达到最高，传热强化效果最好[6]。
2 烧结时芯棒对中固定存在的问题
烧结层是发生热量交换的场所，是换热芯最重要的部分，而要在细小的铜管内壁烧结铜粉颗粒层形成烧结式吸液芯，芯棒的对中和固定工艺非常重要，该工艺将直接影响到烧结颗粒层的成型，进而会影响到烧结蒸发器的强化传热性能[9]。
尽管目前的铜粉烧结流程早已成熟，但是在微小的铜管内表面烧结铜粉层形成烧结芯毛细结构却是一个难题。目前烧结时常用一根不锈钢棒作为芯棒，如图2所示，从紫铜管一端放入不锈钢芯棒和大堵头，从另一端装入铜粉颗粒，然后放上小堵头，随后放在烧结支架上，放入具有保护气体保护的烧结炉中进行烧结，烧结结束之后采用专用工具把芯棒与两个堵头取出。该方法虽然工艺简单，但存在下列两个缺点：
（1）由于芯棒较长，使用一根不锈钢棒作芯棒时，大堵头对对中其固定得不到控制，芯棒容易产生倾斜，对后续的铜粉颗粒填入不利，不利于保证烧结层厚度的均匀性;
（2）在不锈钢芯棒和铜管所形成的环形空间灌入铜粉颗粒后，装置在移动过程中铜粉颗粒容易从两端堵头处漏出来。
不锈钢芯棒在铜管中是否对中准确会对烧结层的性能非常大影响的影响：芯棒比较细长，如果在填入铜粉颗粒前没有准确地定中，则容易产生较大的挠度，单靠两端大小堵头是无法纠正的，制成的烧结层会出现偏心现象，如图3所示，偏心会导致芯棒抽出时的摩擦力增加，芯棒抽出时的运动会是曲线而不是直线，抽出时需要的外力较大，在抽出过程中容易导致烧结层的脱落而破坏烧结层。
3 烧结芯棒定位装置的优化
针对烧结蒸发器制造过程中芯棒定位不好烧结芯会出现偏心现象以及铜粉颗粒灌装后容易漏出的问题，本文设计了一套芯棒对中固定装置，如图4所示。
该装置中的烧结芯棒与定位支架做成一体，两者相对位置固定不变，通过两个定位孔和铜管外壁来实现铜管和烧结芯棒相对位置的精确定位，将紫铜管放入两个定位孔内，从另一端灌入铜粉，然后放入堵头防止铜粉漏出，放入烧结炉中进行烧结。
图4中所示装置的烧结芯棒直径为6 mm，两个定位孔直径为8 mm，按照此装置可获得规格为壁厚0.6 mm，烧结层厚度为0.4 mm，外径为8 mm的烧结式管。通过调节芯棒的高度和直径以及两个定位孔直径，可以制得不同大小的烧结式管，这一设计优化了现有的烧结定位工艺，为用烧结炉制造不同直径和烧结层厚度的烧结蒸发器提供了借鉴。
从图1所示铜管内壁烧结铜粉颗粒的显微组织图可以看出，对中良好的芯棒烧结出来的微热管铜粉颗粒分布均匀，致密性好，对称性好，已基本形成了均匀且界面分开的组织，铜粉颗粒均匀的表面可以为液体提供高的毛细压力。
4 结语
烧结蒸发器的强化传热性能要优于普通蒸发器，为船舶蒸发器缩小尺寸、节省金属耗材提供了参考，本文探讨了烧结蒸发器内表面烧结芯毛细结构的制造工艺，针对烧结芯棒对中困难及烧结铜粉颗粒灌装后容易漏出的问题，设计了一套优化方案，通过调节芯棒的直径和高度以及两个定位孔直径，可以制得不同规格的烧结式管，为用烧结炉制造不同直径和烧结层厚度的烧结蒸发器提供了参考，同时也为提高生产效率，得到均匀致密对称性好的烧结蒸发器提供了借鉴。
参考文献
[1] 费千.船舶辅机[M].大连：大连海事出版社，2000.
[2] Bergles A.E. Heat transfer enhancement the encouragement and accommodation of high heat fluxes[J].ASME Journal of Heat Transfer，1997（119）：8-19
[3] 顾维藻，神家锐，马重芳，等.强化传热[M].北京：科学出版社，1990
[4] Rohsenow W.M.，Hartnett J.P.，Ganic，E.N..Handbook of heat transfer applications[M].2nd edition.New York：McGraw-Hill，1985.
[5] 刘建新，金海波.多孔表面管沸腾传热试验研究[J].动力工程，1999，19（1）.
[6] 蒋绿林.多孔烧结表面强化沸腾换热最佳结构的研究[J].江苏石油化工学院学报，1995，7（4）.
篇4
协同设计理念属于当前新出现的一种设计理念，它的出现得到了许多设计单位的认可，被成功的应用与设计生产之中，极大的提高了船舶设计的效率。但是在当前的并行协同设计理念下的船舶设计流程仍旧有着许多的不足，需要对这些流程进行进一步的优化。
1 船舶设计业务的流程分析
随着当前计算机技术的不断发展，在进行船舶设计的时候也发生了较大的改变，但是从整体上来看，船舶设计业务的内容基本是相同的，下面根据实际的船舶设计制造探讨整个船舶设计业务流程。
1.1 概念设计阶段
概念设计阶段也就是所谓的送审设计阶段。当企业在接受产品的订单之后需要对产品的总体性概念进行说明，以方便后期生产设计制造的顺利。其中主要包括生产产品的主要尺度、强度以及性能等，这些内容都必须对船东或者相关的部门进行明确。此阶段属于前期的准备阶段，对于后期的工作开展有着较大的实际性意义，对此应当给予足够的重视。
1.2 初步设计阶段和详细设计阶段
初步设计阶段和详细设计阶段实质上并没有进行明确的划分，只是二者在进行设计工作上的深浅有着一定的区别。在此过程中主要对前期概念设计阶段中一些局部的技术进行仔细的分析，能够构建出一个较为详细的三维船体结构模型，并且将该模型能够有效的利用到船体生产设计之中。
1.3 生产O计阶段
在生产设计阶段之中所需要的许多数据都需要信息设计阶段来提供，也就是从并行协同设计理念来分析和设计，使得在进行生产设计的时候能够高效快捷的对数据进行运用，使得整个生产设计阶段和详细阶段统一结合起来，让设计变得高效化，质量也更加具有保障。
在这整个设计的过程中，从最早期的概念设计阶段就应该考虑到生产设计的相关工作，设计工作人员可以充分的运用计算机辅助工装设计、数控加工仿真、装配设计、制造设计等设计软件，将将并行协同理念运用到其中，让整个仿真设计流程变得更加合理高效。让设计的各个阶段能够实现完美的配合，在此情况下才能够让各阶段的过度变得更加的科学自然，减少设计中出现不协调的情况。
2 基于并行协同设计理念的船舶设计流程优化措施
在当前的并行协同设计理念下的船舶设计流程主要可以分为两个部分：管理技术和计算机辅助工具技术，下面对其流程优化进行分析。
2.1 在设计管理机制上做出创新
在船舶设计的管理机制上需要做出创新，改变原有的船舶设计院单独设计的模式，在整个设计过程中应当由造船企业与船舶设计院来共同完成。船舶企业的设计人员与船舶设计院的工作人员之间各自擅长的领域有着差异性，让他们在一起组成船舶设计小组，能够让他们在设计中对各自不完善的地方进行弥补。如：船舶设计院的工作人员可能在设计的时候会忽略一些实际制造中的问题，此时船舶制造企业的设计人员可以及时的发现问题，并有效的处理问题。
2.2 加强计算机辅助设计和管理技术的应用
随着当前计算机技术的不断发展，在船舶设计中也有着较大的改变，其中主要在协同仿真上面，该技术的成功应用使得船舶的设计、生产制造变得更加的具有保障，各方面的性能都得到了较大的改善。但是从当前的许多船舶设计院使用现状来看，在设计的过程中对于船舶设计的各类型软件和硬件的应用还不是十分的完善，技术也不是十分的成熟，对船舶仿真模型设计带来较大的困扰。船舶的仿真模型设计对于船舶的设计制造有着较强的作用，要想在现实的设计过程中真正实现并行系统设计，就必须加强对一系列的计算机辅助设计技术的重视，使得在设计的过程中能够充分的将这些技术利用起来。
计算机数据的管理技术也是并行协同设计理念下船舶设计中的一项重要技术，加强对其的研究和应用能够对整个船舶设计的流程起到优化的作用。船舶的设计通常都较为复杂，其中涉及到的零部件也较多，对于这些零部件的信息也是处于一种零散的状态，如果某个零部件的信息出现错误，将会影响到整个船舶设计发生相应的变化。因此，为了能够保证在船舶设计的过程中对这些数据进行充分的应用，保证生产设计数据的准确性，在现代的科学技术环境下，可以建立起一套支持设计、生产、管理信息一体化的并行协同设计平台。在此设计平台之中，不管是生产企业还是设计单位都可以通过互联网络进行实时的交流和探讨，对于各个零件的设计带来的帮助非常大，将整个设计的过程有效的结合起来，使得生产制造企业和设计院在进行设计的时候能够更加的科学合理。同时，对于所有的设计数据村能够更好的存储和整理，提高设计效率。
3 结束语
综上所述，在船舶设计之中采用并行协同设计理念对于提升船舶的设计效率有着非常大的帮助，在当前许多的国家之中已经得到了实践的证明。但是为了更好的实现并行协同设计，应当加强计算机辅助技术的应用，建立专门的管理技术平台，在此情况下才能够让并行协同设计理念的船舶设计流程进行优化，让船舶设计能够更加的科学合理，提升船舶生产制造的质量。
参考文献：
[1]陈启涛，金钜峰，王聿.基于并行协同设计理念的船舶设计流程优化[J].船舶标准化与质量，2014（04）：21-27+16.
[2]胡诚程，马晓平，张磊.基于并行工程的船舶设计流程研究[J].造船技术，2015（03）：28-30+42.
[3]曲鹏翔.船舶产品并行协同设计计划管理系统研究[D].江苏科技大学，2010.
篇5
促使人文精神内涵渗透人文精神体现的是对人的尊重，关心人需要什么，追求什么。“现代设计的核心思想就是确立了以‘人’为本的设计理念，强调设计的目的是人而非产品。因为设计的受益者是人，如果忽略了人在商品社会中对设计的影响力的话，现代设计作品会成为无根之木。”旅游纪念品蕴藏着一定的文化观念和文化价值，包含着当地的地域文化、生态文化、历史文化，这些文化价值和文化观念对人起着潜移默化的教化功能。因此，旅游纪念品的设计要来源于生活，立足于文化，而不能盲目追求“高大上”，失掉了设计的本质，也不能刻意迎合某一市场需求对泸州旅游纪念品进行设计，必须了解泸州人的生活状态和城市特点。以人文历史为切入点，寻找泸州的特色街或城市景点进行设计。比如商业的代表“白塔商业圈”、夜市文化的代表“大北街”、休闲文化的代表“百子图广场”等。也可以把泸州的土地产、特色小吃进行梳理，提炼视觉形象，做成一套名为“印象泸州”的挂历，这也是对城市旅游推广的好方法。上述旅游纪念品设计形象鲜明突出、地域性明显、同时又包含了人文因素和历史情结。促使历史文化内涵交融旅游纪念品作为旅游文化传播的载体，里面必然蕴含着旅游地的历史，这样的旅游纪念品才会让人爱不释手，在把玩中加深对旅游地的印象，同时旅游者会互相赠送纪念品，在这种情感传播中各地的历史文化潜移默化地得到了渗透，不同地方历史文化的交融有利于社会的良性发展。在泸州名酒文化旅游纪念品设计中可以把泸州老窖国宝窖池的酿酒流程设计成精美的图文并茂的纪念册或明信片，因为享誉全球的泸州老窖“1573”便是从国宝窖池中酿出来的，只闻其香，不解其史，难免美中不足。如果让游客在品尝美酒的同时了解佳酿的历史，更有利于美名远扬，也能与周边城市的同类型旅游产品中凸显自己的特色。促使旅游者人文素质的提高旅游者是整个旅游市场的核心，设计师要根据景区的文化特色和游客的特点有针对性地开发游客喜欢的纪念品同时优秀的旅游纪念品设计会唤起游客的情感，引起游客的兴趣，最终影响游客的选择。当前各地的旅游纪念品市场纪念品质量参差不齐，很多游客在选择中会更多地考虑价格等问题，而忽略了纪念品本身潜在的价值。这种现象对设计师提出了较高的要求，如何设计出能打动游客的作品让他们把更多的目光放在纪念品独特的价值上，这就要求设计师必须从生活中取素材，从社会、自然中获得设计灵感纪念品市场的繁荣会带给旅游者更多的选择，正是这种选择行为指导旅游者重新阅读和认识旅游纪念品，从而了解旅游地的各种文化，丰富自己的视野，提升自己的人文素质增加与之相关的知识。让人在愉悦地欣赏大自然美好风光的同时，也促使自己得到了进步和发展。促进民族文化的发展有人说“艺术无国界”，也有人说“越是民族的就越是世界的”，民族语言是设计中重要的组成部分，也是形成设计特色的关键。合理运用民族语言会产生独特的文化魅力。今天的中国日新月异，悠久的历史、古老的建筑、优美的自然风光、纯朴的人文风情以及多种民族文化交融的社会面貌让世界游客为之倾倒。每年到中国的游客络绎不绝，他们在欣赏美景留下足迹的同时也带走了各种旅游纪念品以作纪念。外国在纪念品的选择上他们特别注重纪念品民族性和文化特色，我们认为一些极其普通的东西在他们眼中往往被视为珍宝。因此设计师们思考的最佳设计应该是把民族特色和世界元素有效融合，这里的融合一是指对古老的中国元素的传承与创新，另外也是指对西方设计精髓合理的“拿来”而非机械模仿。通过精心设计的旅游纪念品可以让中国民族文化走向世界，让世界认识中国。这就是传播的力量。泸州油纸伞旅游纪念品的设计就有着浓厚的民族文化和地方特色，其被誉为“中国民间伞艺的活化石”，中央电视台曾专题采访报道，具有较高的收藏价值和传承性。泸州油纸伞具有400多年的油纸伞生产制作历史，制作工艺特殊，伞骨选用蜀南竹海等地海拔800米以上的深山老楠竹，并经防霉、防蛀等工序处理，伞面选用拉力强的特制手工绵纸，在上面手工精绘泸州的各大美景或风俗人情，最后伞面上会刷上绿色环保的特制熟桐油，经久耐用，生态环保。油纸伞极具中国民族文化特色，就象戴望舒诗里描写的一样“撑着油纸伞，独自彷徨在悠长、悠长又寂寥的雨巷……”，眼前仿佛浮现出“穿着旗袍撑着油纸伞丁香般的姑娘”的画面，把民族风情演绎得荡气回肠。
篇6
目前国际市场上运用社交媒体最成功的旅游地营销当属澳大利亚，其昆士兰州继提出“全世界最好的工作”创意之后再度发起一波极具话题性的旅游推广活动，此次面向的是全球所有企业，参与方法也很简单：只需上传一段60秒视频，阐明“为何你的公司是最棒的？以及为什么你觉得昆士兰是最好的旅游目的地？”完成后提交到活动网址即可，获胜者将获得价值100万澳元的个性化深度旅游体验，由此大大激发了网友的原创热情，而UGC产生的内容也使澳洲目的地形象实现多级传播。这个活动看似简单，既没有复杂的内容设计，网友参与的形式也很容易，旅游地营销者需要做的仅仅是引出一个话题、给予一个平台，余下的就是期待网友主动喊出“昆士兰是最佳旅游目的地”并说明理由，这种“普通人的代言”自然显著提升了旅游地形象的可信任程度，其创意背后所透视出的社会化思维对我国旅游城市形象新媒体传播不无启示。其实这种社会化协作和分享机制在其他行业的营销公关活动中早有类似应用，在国外的一些旅游目的地网络营销实践中也有不错的表现，笔者对其在旅游城市形象新媒体传播中的应用空间亦抱持乐观心态，期望通过本文的研究能够进一步厘清社会化的内在原理，包括动因、价值、参与主体、城市品牌与旅游者共生、传播关系路径演变及其现实定位等关键问题，以推动旅游城市形象新媒体传播活动发挥更大价值。
一、社会化机制的产生动因及价值分析
Facebook新闻发言人吉利安·卡罗尔认为，旅游业的社会化是一种必然趋势，因为旅游天生就具有社交性，游客需要向朋友咨询目的地景点、住宿及美食等各项消费选择并与之分享旅游体验，无论直接互动还是数据挖掘所获得的客户信息都为旅游城市营销提供了改善其城市品牌形象的契机。从一个较深的层面进行剖析，就会发现社会化机制其实反映出一种新的以“人”为核心的旅游媒介生态正在形成，导致这种变化的根本动因在于——社会群体中个人意识的觉醒和个人需求（含创作和分享）的日益高涨。作为旅游城市形象传播最常用的新媒体类型，旅游社区、网络视频、微博、微信其实都着眼于对“人”的理解，旨在实现对旅游者时间碎片的掌控，需要明白的一点是：社会化绝非终点，在未来它一定还会被某种新的媒介形态所取代，但借助其先打造出一个旅游者互助的平台，再设法推动这些旅游者围绕城市品牌主题深入互动，最后其实是旅游者发言真正铸就了城市品牌形象，这才是旅游城市形象新媒体传播的动机所在和运作机制。作为有共同体验的、有意义的关系链旅游社区，其存在目的不仅在于记录和更在于互动、分享及黏性，但旅游城市形象新媒体传播的发展取向并非为了建立关系网，而是基于关系网充分激发用户智慧来建构特定旅游城市形象。
笔者分析借鉴国内外诸多旅游新媒体营销案例后发现，有关旅游城市形象传播的新媒体运用应高度重视社交平台的影响力，建议遵循“联系一互动一影响一社交化”这一清晰的传播路径，就像类似TripAdvisor的业务模式那样，用户可以很方便地将其Facebook朋友圈资源整合到自己的旅游体验当中，调查发现这种整合能使其用户黏性显著提升20%，表明“来自社交好友的意见比价格更有影响力”。2013年澳旅局也推出世界首款整合Coogle Maps和Facebook的应用——“友”赏澳洲，通过整合facebook朋友圈功能，把朋友去过的澳洲旅游地整合形成每个用户基于其朋友关系的澳洲地图，图上标签代表每个朋友去过的城市和目的地轨迹，还有当地餐厅、酒店及朋友评论和推荐，由此把朋友间信任转化为对目的地的向往和信任，最终创造出一个独特的旅游计划工具，有效激发了粉丝用户的澳洲旅游动机。Neurofocus调研机构在测试一个30秒视频在多个媒介平台播出情况后发现，新媒体传播借助社会化机制确实可以与消费者在情感上产生最多共鸣，从而为传播平台带来更高的用户黏性。有调查报告显示，一个旅游者平均拥有309个Facebook好友，从影响力层面讲好友意见要比广告信息大5倍，这意味着内容很“赞”的旅游城市社交主页也会是一个“有价值的媒体”，其触及到的用户要比那些依赖付费媒体的用户数量多得多，这是因为社会化能够使对有价值内容的关注度随被“赞”频次增加而呈现倍增效应。
二、社会化主体——“Alpha”旅游者与“相关人群”
新媒体传播的社会化机制造就了“Alpha”消费者，这是一个赋予产品意义、积极体验产品并乐于向他人推荐产品的新型消费群体，相关概念是由娱乐经济学家Michael Wolf在1999年提出的。旅游业中的“Alpha”人群特征比其他行业更加明显，因为旅游消费属于一种典型的体验经济，旅游者日益依赖网民分享的旅游体验来决定其旅游消费决策，包括到哪里旅游、看哪些景点、去哪里吃饭以及到哪里住宿等，由此表明通过营造旅游社区氛围吸引旅游者互动，绝对是一种高回报率的旅游城市形象新媒体传播手段。尤其是身处低诚信消费环境的中国旅游者更习惯于依赖各类旅游品牌，并视这些品牌及其相关评论以及好友推荐为其个人网络生活的重要内容，调查数据显示，有74%的消费者愿意为高质量和独特性支付更多，有48%的消费者相信网络视频并且很容易被说服而冲动消费。新媒体传播的社会化机制存在的很多问题都根源于对社交关系的定义过于简单，其实关系并不只是技术的一个功能或衍生物，追求朋友、粉丝及关注者也不能直接等同于用户价值。线上互联的旅游者特别强调不断投身于各自所定义的兴趣图谱，并实时分享共同的旅游城市偏好及其旅游体验，此时的关系价值就体现在对彼此信任的旅游体验分享的评估指标表现上，因此，在消费决策过程中旅游者往往不再遵循传统的“兴趣一目的”式路径，而是更易于被其他旅游者的观点、经历及决策所共同影响。
在新媒体传播出现社会化机制以前，旅游城市形象只能停留在旅游者的个体记忆之中，而社会化使得传播不再仅仅针对目标旅游者，而是开始关注更大范围内的“相关人群”，其核心价值就体现在使旅游者进行消费决策时易于得到其“相关人群”的推荐，同时激发他们在线分享对旅游城市形象的个人观点甚至自愿代言该城市品牌，从而使旅游城市形象能够更广泛地留存在旅游者互动之中。为此笔者通过在线亲身体验总结出旅游者消费决策是如何被网络“相关人群”口碑所影响的，基本流程如下：首先是好友精彩评论引发潜在旅游者观看旅游城市网络视频，对视频内容初步分析后给出评论并与好友反复互动，对内容细节进一步分析后再通过社会化媒体与更多朋友分享，然后去视频网站搜索更多相关视频并看到很多网友评论，当发现自己和大部分人看法一致时随即产生“群体归属感”，进而通过搜索引擎查找更多旅游城市相关资讯并由此激发购买欲，当身处购买情境时最终促成消费。为此笔者建议旅游城市营销者以更动态性的观点来看待旅游城市形象新媒体传播的社会化机制，也要对传播所依托的社交关系作出更加宽泛的界定，以推动更多人、更多组织之间进行更有意义的观点分享和行为交互。
三、以社会化思维激活旅游者与城市品牌共生
社会化思维要求城市品牌不能再停留在“怎样让城市曝光”的单向传播上，而是要思考“怎样激活城市品牌与旅游者共生”，因此，为了更大程度激发旅游者共鸣，旅游城市营销者应善于从电影、社会事件中捕捉时代性议题以持续创造“旅游者——城市品牌”故事，并引导旅游者围绕城市品牌主题在线互动。为此笔者建议旅游城市营销者在城市形象传播视野上要尽可能宽泛，而不要像城市营销那样单纯聚焦在明确的旅游消费需求点上，应着重考察整个旅游产业链中发现还未被满足的相关非消费性需求并积极介入之，借此与旅游者建立起互动并为日后的潜在购买培养城市品牌偏好，这一自然而然的前期铺垫充分体现出城市品牌对旅游者需求的细致洞察。那么，如何通过活动设计来激发旅游者与城市品牌建立共生关系？笔者以为，旅游城市营销者应紧密围绕其城市形象定位，基于社会化思维设计出易于激发旅游者参与的线上活动，以使其增值成一个个与目标旅游者直接沟通的关系接触点，再将其转化成一系列便于旅游者展示自我价值的社会化协作岗位，由此可将目标旅游者对旅游城市形象从“认知”层面提升到“参与”甚至“构建”层面，而旅游城市也因此收获了构成其品牌忠诚的两个最核心要素——认同感与归属感。
由此表明，社会化思维就是决定旅游城市形象新媒体传播是否能够成功的关键，旅游营销实践中往往将其分为两种形式：一类是个体性的独立创作，城市品牌主动推出一个开放式构建平台，邀请目标旅游者集思广益，例如城市旅游局官方微博可以举办以展现城市品牌形象为目的的旅游者DIY城市旅游路线活动，另一类是群体性的社会协作，笔者建议旅游城市形象传播不妨借鉴“宜家搬家秀”的创意思维，可以设计推出一个富含各类城市品牌元素的在线游戏，并在网上游戏高手选拔公告，通过提供各种游戏角色来吸引目标旅游者踊跃参与。社会化其实就是信息互动及分享，这也意味着旅游城市形象新媒体传播的所有社会化技术创新的终极目标都是为了便于旅游者获取和利用城市旅游信息，为此旅游城市营销者必须理解如何以社会化思维来统领新媒体运作并整合新旧媒体，使之无缝融入整个旅游城市形象传播组合战略当中。
四、社会化传播的关系路径演变
旅游者与旅游城市品牌的互动渠道及方式在不断变化，“先交朋友，再做生意”的传统生意经早已深人人心，而新媒体传播基于社会化思维在网络空间里能更好地践行这一理念。根据斯科特·斯特莱登的理解，新媒体传播的社会化机制带来的最大创新就在于与客户真正建立起长期互动，这种关系与传统的人际关系极为相似，同样包括熟悉、了解、关心等，将其拓展到旅游城市形象传播领域就是——将简单的私人关系变成城市品牌与旅游者复杂的公开关系。我国传统的社会文化通常表现为熟人“圈子”内人际关系友善而互助，但对“圈子”外的人却没那么热情，伴随新媒体传播的社会化机制，这种封闭式“关系圈”会逐渐走向开放式“关系链”，社会性组织力量也会促使人际关系发生深刻变化，主要表现为陌生人基于互联网很容易建立起“弱联系”关系链。中国旅游者对旅游城市的选择总是具有很强的品牌意识，但同时又缺乏品牌忠诚，而社会化机制可以促使中国传统的“强联系”关系型文化转变为更易于快速建立及拓展的“弱联系”关系型文化，为此笔者建议旅游城市营销者换一种思路，可以尝试放弃以往从“强联系”到建立品牌忠诚度的直线传播模式，转向从建立“弱联系”开始再逐步形成品牌认同乃至忠诚的曲线传播模式。
通过接触传统广告建立起来的旅游者与城市品牌关系是“硬”性的，只有通过实地旅游体验才能建立真正的“软”性关系，而社会化就是一个使一大群彼此陌生的旅游者先建立起“弱联系”再通过频繁互动转化为“强联系”的传播过程，其最终目的就是帮助旅游城市品牌实现“旅游者代言”。由此可见，旅游城市形象新媒体传播引入社会化机制更多是想在留住老客户上发挥作用，其衍生品才是借助老客户口碑传播获得新客户，其互动性传播优势使城市品牌能直接而迅速地获得目标旅游者声音，而旅游城市营销者对此要做的就是快速反应，力求以正面声音压倒负面声音。为此笔者建议旅游城市营销者主动加入旅游者对话，并尽可能丰富旅游者之间、旅游者与城市品牌之间弱联系的内容和形式，例如城市旅游局官方微博或微信可以在新年之际为用户提供多种有趣的视频贺卡生成工具，其中可富含其城市各类标志性旅游元素，以使目标旅游者之间的在线问候成为城市品牌形象传播的有效载体。
五、社会化机制的现实定位
面对旅游者不断产生的新需求，旅游城市形象新媒体传播应始终着眼于为“他们”创造意义和价值，其关键价值并不体现在任何新功能或新应用上，而是如何使他们的在线社交活动变得更有针对性和条理性。从本质上讲，旅游城市形象新媒体传播的社会化机制体现出来的是旅游者社会心理及价值观的变化，由此也决定了它更应是一项战略而不仅仅是一个战役，那些把它放在战略高度去重视和运用的旅游城市都已借此积累起较强的社交品牌资产。旅游城市形象新媒体传播的社会化机制已日渐清晰，但对广告功能的过度强调致使其忽略了其他更有价值的互动及分享特质，而社会化机制对传统的城市营销传播所带来的最大变革就是——改变了城市品牌一旅游者之间及旅游者之间的沟通方式。新媒体传播有可能成为旅游城市在实地旅游以外能让旅游者参与城市品牌体验的最大契机，调查表明，新媒体传播基于社会化机制在帮助组织实现各类商业目标中的作用依次为：塑造品牌、构建社区、客户服务、声誉和危机管理等，其中有超过70%选择的是“塑造品牌”。
然而，旅游城市形象新媒体传播依靠社会化机制，是否一定就能构建起社交媒体所具备的用户黏性还有待考量，毕竟旅游属于一个相对短暂、消费频次不高的体验性产品类型，因此，期冀依靠旅游去建立起长期性社交关系的想法明显不太靠谱，但反过来依靠社交关系去刺激有关城市品牌形象的UCC互动还是非常现实的。实证结果表明，借助于社交网络新媒体传播的受众定位精准度可高达90%，而完胜于平均精准度仅为35%的一般性新媒体，表明旅游城市形象新媒体传播借助社会化机制可以深入挖掘客户细微需求，从而使城市旅游体验分享更有针对性，客户关系也不再仅仅是旅游者在旅游城市停留期间而是会在持续互动中，旅游城市也凭借这种随时陪伴旅游者的关系价值构筑起其城市品牌竞争优势。
结语
篇7
modeFRONTIER（V 4.0.3）是由意大利ESTECO公司研发的世界上首个多目标优化软件，具有将高质量的实验设计、优化算法、相应面分析和稳健设计结合在一起的特点，拥有8种单目标算法（SIMPLEX，BFGS，SA，FSIMPLEX，MACK，DES，NLPQLP，NLPQLP-NBI）和8种多目标优化算法（MOGAII，MOSA，FMOSAII，MMES，NASH，1+1-ES，NSGA-II，ARMOGA），可以使用户直接操作设计目标的均值和方差，具有高度的灵活性和可操作性.
根据松耦合原理，MpCCI能对两个或多个按一定顺序排列的分析进行处理，可以将前一个分析的结果作为载荷施加到下一个分析上，从而实现分析间的耦合，而且每个分析可以属于不同物理场，这为已有的商业软件或非商业程序提供独立的多学科耦合分析平台.
篇8
前言
在船舶建造、使用过程中，大多数压力管路都是在高于或低于其安装温度下操作的，加之流体介质或周围环境的温度变化影响，压力管路的热胀冷缩现象是普遍存在的。试验证明，以一根2m、外径273mm、壁厚为8mm、两端固定的碳钢直管为例，当温度由安装时的20℃升高到250℃后，由于管子变形受阻，在直管中将受到3536460N的压缩力，相应得压缩应力为531MPa。之所以会产生这样大的热膨胀力和热应力，主要是因为管子的热膨胀受到了阻止。为了保证安装后的管路在热状态下稳定和安全的运行，减少管路受热膨胀时产生的应力，利用管路自身的柔性吸收其位移形变的Ω型自然补偿方法，因其结构简单、运行可靠、投资少被多数管路设计广泛采用。
管路自然补偿的计算比较复杂，本文通过利用理论简化公式和图表，对于Ω型管路进行受力比对分析，总结出适用于实船管路优化布置的设计基准，并运用管路应力解析程序在计算机上进行模拟论证，以证明优化设计具有实际的指导意义和可行性。
1 非补偿管路与补偿管路的差异
1.1 管路伸缩量的设计基准
设计基准：由船体偏差引起的伸缩量+由管路温度变化引起的伸缩量。
船体偏差引起的伸缩率：
K： 经验系数（一般约0.1） D： 管子直径
分析：在固定点间的管长（L）、管径（D）一定时，理论上弯管臂长宽度（B）越长，应力比越小，管路应力越小，补偿的效果越好，而在实船设计过程中，管路的布置受空间限制的条件下，B值应当考虑其合理性。在D、B值一定时，缩短L的长度，即减小固定点的间距也是一种提高管路补偿能力的方法。
2 Ω型管路自然补偿的优化设计计算与分析
Ω型管路自然补偿[4]：又称为方形管路补偿，是由同一个平面内四个
图1 Ω型补偿管路典型图
参照Ω型管路参数（表1），通过方案1和方案2的计算与综合分析，得出Ω型管路：
① U=20000 Ⅰ型 a=2b 普通管路 B普通/液压≥465，蒸汽管路B蒸汽≥2320，计算应力均满足要求且利于管路综合布置；
② 设计许用应力基准[5]：普通、液压管子13Kg/ mm2蒸汽管子10Kg/mm2；
③ B值设计基准：普通/液压管子/蒸汽 10D以上（D：管子公称通径）；
A值设计基准：A=2B-2R （R：弯曲半径）。
3 Ω型管路补偿优化设计最佳方案及软件模拟验证
实船设计模型
（固定点或导架支点对称均布）
4 结束语
通过实船管路的计算分析和模拟验证，本文得出的Ω型补偿管路的优化设计基准兼顾一定的经济性、适用性和可操作性，为今后各种船型船舶上Ω型管路优化设计和实际应用提供了技术支持，对船舶建造质量的提升具有深远的意义。
参考文献
[1] GB 150-1998钢制压力容器[S].
[2] 欧贵宝，朱加铭.材料力学[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社， 2003，（1）.
篇9
引言
如前所述，在船舶结构的设计中能用到的变量都有好几个限定条件，多个限定条件使得优化结构中出现一些问题，为解决相关问题应选用有效的离散变量。在船舶结构方面的设计中，主要参考现代数学理论、计算机技术以及工程的一些特征作为其未来的发展方向或前景。综观以往研究，国外更加注重开发优化算法，在规范设计、数据设计以及专家经验的运用方面有所忽视。机械 工程在优化结构设计中的运用减少了用户的计算量以及对经验和机械 的需求，很大程度上提高了结构优化设计的水平。
基本原理介绍
结构设计中机械 工程的应用
作为一种工程理论，机械 工程实现了机械 在不同领域的多重使用，它以将在相关领域长期实践经验总结得到的相关标准嵌入新型软件为核心，通过推理和逻辑分析达到产品设计的目的。
对结构进行优化时，要求在条件限制下，设计一组包含数学函数以及其变量等参考数据，以便满足目标最优化。结构设计中运用机械 工程能够帮助用户在最初目标函数的基础上进项设计，以求在参数的不断变化中找到最佳设计方案。
机械 工程的关键在于其对机械 的表示、获取和推理。实现在结构设计中应用机械 工程要能够利用技术获取机械 ，然后能够将所得机械 按某种形式转化为计算机语言，最后在遇到具体问题时充分利用存储库中的机械 加以解决。
建立机械 库
作为机械 的集合，机械 库中储存了大量的案例、规则和积累的经验。在机械 库建立过程中，首先要对相关文献以及经验进行整理划分，将相关机械 按某种类别加以划分，最后整理出针对不同问题的解决对策，并将其存入数据库，作为机械 储备。在获取机械 时可以根据不同情况采用不同的方法，既可以向相关行业专家咨询，也可以查阅文献，不断进行归类整理。机械 库的建立就是要为用户解决问题、利用机械 提供有效的渠道。
相关概念的界定
结构设计是否合理、是否符合制定的标准，需要我们通过一定的标准、规则和公式来进行检查。以下是对相关概念的界定：
表格设计。其用来表示不同产品的不同性能，由于产品的大小、形状各不相同，因此将产品的各种特性编制成表格更能清晰的反应出来，为产品的设计提供依据。
规则设计。其主要指活动中各项具体规则的制定。
检查设计。通过该设计能实现对信息的快速判断。
结构设计的流程与策略
流程设计
船舶体积庞大，在设计过程中会用到相关离散变量，诸如板材的样式、厚度、宽度等。这些变量学科关联度高、对设计的要求高、需要设定的限定条件也多，这使得设计中多峰性以及非线性问题严重。因此，在该设计中需要大量的计算以及数据的存储，这样耗费的时间过长。在将机械 工程引入以后，有效的解决了这些问题，在机械 库中构建并存储有关船舶设计的专家经验、规范要求以及相关数据使得模型设计与参数实现相互转换。
专家指出船舶支架中的约束条件较为保守，只有满足限定条件才能达到较好的设计效果。对于有些结构较小的部件，由于其占据船舶重量的比例较小，对设计产生较小的影响，因此再设计时可将其作为已经变量，重点放在对传播者横踢影响较大的部件上，这样能够大大提高效率，缩短设计的时间。
（二）策略设计
在设计船舶横舱结构时除了需要用到离散变量以外，会用到随机变量。由于在该设计中用到标准化的材料，因此要在机械 库中选择标准材料；对于水平与垂直材料的焊接，应该选择随机变量来衡量材料的厚度和高度；在依据相关规范对船舶横舱进行设计以后，很容易发现其中的限定条件多为限制横舱材料的厚度；剖面模数主要限制垂直材料；除此之外，板材的高度和厚度也要形成一定比例。在设计过程中还要充分考虑局部设计的稳定性，材料厚度设计要结合机械 库中的相关数据来进行。
在具体设计中，可以将船舶横舱的高度以及宽度设定为已知参数，依据机械 库中存储的数据对其赋值。变量主要是指在设计时能变动的参数，变动的所有数值将会有具体的方案与之相对。因此在设计时要使板材的参数与表格设计中的参数相对，分别对厚度、高度、宽度设置参数。限定条件的设计主要是针对剖面模数的限制以及材料和工艺稳定性的限制。设计中也需要注意公式以及模型的编写，这时机械 库的作用尤为明显。借助机械 库中储存的规则、公式进行结构规划，能够有效的避免公式的重复编写，减小了计算量，同时保护了企业的资产。
通过建立数据和限定条件、选取相关的模型，将会实现机械 理论向数学模型的转变。优化设计应以减轻船舶重量，降低生产成本，提高经济效益为目标。同时该设计也丰富了机械 库中经验的积累，实现了机械 和资源的有效共享。机械 工程在优化结构设计中的运用，在更大程度上提升了结构设计的水平。
结束语
综上所述，机械 工程在船舶设计中的应用，有效的解决了许多设计方面的问题或难题。同时，数据与限定条件的建立以及模型的选取，真正实现了机械 理论向数学模型的转变。在优化设计过程中，船舶的重量在不断减小，生产的投入也在不断降低，而经济效益与实践经验却在日益提高，可以说有效实现了机械 与资源的共享。所以，我们一定要积极推动机械 工程在船舶结构设计中的有效应用，争取取得更好的应用效果。
参考文献：
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[2]朱稣骥,顾学康,胡嘉.遗传算法的改进及其在超大型油舶结构优化中的应用[J].船舶力学.2010（01）.
篇10
采取有效的分析方法加对基于维修性的船舶管路布局优化研究，有利于减少相关的维修成本，完善船舶使用中的服务功能，延长其使用寿命的同时增强船舶管路的性能可靠性。在具体的研究过程中，应加强对船舶管路布局合理性的深入理解，确保相关的优化措施在实际的应用中能够达到船舶正常使用的具体要求。
1 基于维修性的船舶管系设计流程的优化研究
作为船舶设计的重要组成部分，船舶管系的有效设计，可以优化船舶管路在长期使用中的服务功能，促进我国造船工艺的快速发展，为现代化船舶整体服务水平的不断提升提供可靠地保障。因此，为了达到基于维修性的船舶管路布局优化的具体要求，应注重船舶管系设计流程的优化，从初步设计、详细设计、生产设计三方面实现对船舶管系的不断优化。具体表现在以下方面：
1. 1 船舶管路布局优化中的管系初步设计
作为船舶详细设计的基础，船舶管系的初步设计，关系着后续设计流程的开展。因此，需要注重船舶管路布局优化中的管系初步设计，增强管路实际应用中整体布局的合理性。船舶管系初步设计主要包括：（1）选择可靠的管材。像船舶管系设置中常用的不锈钢管、无缝钢管等，都需要确保其材料选取的有效性。同时，管子的大小、壁厚、使用的所能承受的最大压力，工作温度等，都需要在管系初步设计中进行重点地考虑；（2）各阀件的有效选取。结合管子大小，选择正确的阀件类型，确保其材质，压力等无误，及使用中能够达到船舶稳定工作的实际需要；（3）各附件的有效选取。通过对考克、吸入口等不同附件类型的确定，可以为管系中附件使用寿命的延长提供可靠地保障。除此之外，也需要对管路的走向布置进行重点地考虑，优化管系的初步设计方案。
1.2 船舶管路布局优化中的管系详细设计
当船舶管系初步设计完成后，需要开展管系详细设计工作，确保管路整体布局的合理性。船舶管系的详细设计内容主要包括：（1）结合管系原理图，增强其具体走向设置的合理性，确保船舶管系平面综合布置的设计合理性；（2）在管系详细设计阶段，应结合行业技术规范的具体要求，灵活地运用各种优化措施增强管系详细设计的有效性，减少管系设计成本的同时优化资源配置；（3）管系平面综合布置过程中应满足安全可靠性、可行性、操作维修便捷性、经济性等原则的要求，确保管路布局优化能够达到船舶安全使用的具体要求。
1.3 船舶管路布局优化中的管系生产设计
为了达到船舶管路布局优化的具体要求，需要采取必要的措施，注重管系的生产设计，确保所有管路布局的合理有效性。管系生产设计要点主要包括：（1）熟悉详设图纸、设备资料、规格书等相关船型的文件及三维软件数据库初始化。（2）加强三维软件的合理运用，促使复杂的三维管系设计问题能够得到有效地处理，避免管路安装过程中出现干涉。同时，在可靠的三维软件支持下，有利于降低设计人员的工作强度，优化船舶管路布局，实现管系安装图及管子零件图的自动生成。除此之外，需要加强船体模型、数据库、设计图纸的严格把控，最大限度地增强所有管路布局的合理科学性。
2 基于维修性的船舶管路布局优化的可维修设计要点
为了增强管路的适用性，降低其长期使用中的故障发生率，需要加强对可维修设计技术的合理运用，对管路布局优化设计中存在的问题进行及时地处理，延长其使用寿命。实现这样的发展目标，需要注重船舶管理的可维修设计，降低其后期的维修成本，为船舶管路服务功能的不断优化提供可靠地保障。船舶管路的可维修设计要点主要包括：（1）在确定产品设计方案的过程中，应注重各零件数据资料的搜集与分析，明确具体的维修准则；（2）对管路相关的配件材料及型号选择合理性进行重点地考虑，明确船舶管理维修过程中的具体要求，并制定出相关的优化措施；（3）结合信息化技术及计算机网络的优势，构建出可靠的可维修设计参考模型，实现对船舶管路为维修中的动态分析与控制，降低各零件维修成本的同时增强船舶管路布局的合理性。除此之外，船舶管路可维修设计中应确保维修安全性，并结合标准化、模块化的要求，不断提升船舶管路可维修设计水平。
3 基于可维修的船舶管路布局优化措施
为了使船舶管路布局优化能够达到行业技术规范的具体要求，需要采取必要的优化措施进行必要地处理。具体表现在：（1）结合维修可达性的要求，构建完善的船舶管路布局数学模型，增强所有设备旁维修管道的设置合理性，保证维修空间的充足性，为各维护点的合理设置提供必要的参考信息；（2）构建可靠的单管路数学模型，对管路的拆卸、管路维修操作的可行性等进行综合地评估，计算出管路与各设备、舱壁等障碍物之间的最短维修距离，实现船舶管路布局优化的经济性目标，增强所有管路布局的合理性；（3）构建可靠的多管路数学模型。基于可维修的船舶管路布局优化目标的实现，需要对管路模型、维修人员活动范围、不同专业工具的活动空间等进行重点地考虑。因此，需要结合计算机系统三维空间模拟分析软件的作用，实现船舶管路多管路数学模型的有效构建。
4 结束语
基于维修性的船舶管路布局的不断优化，可以增强这些管路长期使用中的安全可靠性，完善船舶服务功能的基础上，不断地降低船舶管路的故障发生率，推动现代化船舶整体服务水平的提升。与此同时，加强对基于维修性的船舶管理优化研究，可以降低这些管理的维修成本，对于未来船舶使用中可靠性的不断增强具有重要的现实参考意义。
参考文献：
[1]王运龙，王晨.船舶管路智能布局优化设计[J].上海交通大学学报，2015（03）.
篇11
关键词：海洋石油配送作业优化
1 概述
1.1 选题背景。
物流管理是指在社会再生产过程中，根据物质资料实体流动的规律，应用管理的基本原理和科学方法，对物流活动进行计划、组织、指挥、协调、控制和监督，使各项物流活动实现最佳的协调与配合，以降低物流成本，提高物流效率和经济效益。配送是指在经济合理区域范围内，根据客户的要求，对物品进行拣选、加工、包装、分割、组配等作业，并按时送达指定地点的物流活动。
中国的海洋石油勘探开发已经进入了快速发展的阶段，随着海洋石油工程业务量的逐步扩大，其岸基公司的配送作业也日益增多。虽然我国对物流管理中配送方面的研究日趋成熟，但针对海洋石油勘探开发中岸基公司的配送作业方面的研究却寥寥无几。本文旨在通过对海洋石油勘探开发中岸基公司的配送作业进行优化设计，提高配送效率，降低配送成本，实现岸基公司配送业务的全面发展。
1.2 研究方法和研究内容。
研究内容主要包括：分析海洋石油工程的特点及其对配送的影响；综合分析得出优化岸基公司配送的途径，为岸基公司的配送管理提供理论上的借鉴。
研究方法主要包括：SWOT分析方法；运筹学线路优化；ABC分类法。
2岸基公司的配送作业特点分析
在海洋石油勘探开发中，配送对象主要为海洋中作业的船舶和平台；配送的物资依此可以分为两大类，一类为船舶所需的油料、备件等材料和设备，另一类为平台所需的钻具、套管和泥浆料等材料和设备。由于海洋自然环境的多变性、海洋石油勘探开发的复杂性、船舶和平台物资需求的多样性，造成了岸基物资配送的高难度性，主要体现在以下几个方面。
2.1 海洋环境复杂多变，船舶和平台的生产动态及其物资需求容易受到影响，相对应的配送作业也极其容易受到牵连。
2.2 受地理环境的影响，船舶和平台分布范围较广、地理跨度较大，配送过程非常复杂。
2.3 船舶可以靠泊码头，其物资可以通过车辆配送。但平台在生产期间位于海中，其物资必须由船舶配送。
2.4 船舶和平台所需物资种类繁多，大小各异，包装不一，配载难度高。
3岸基公司的配送作业优化设计
3.1岸基公司的配送模式SWOT分析。
配送模式主要分为自备型配送模式、合作型配送模式、专业型配送模式、综合型配送模式。
自备型配送模式是指配送中心仅为本公司的生产提供配送服务，配送中心具有一定的配送能力，完全可以满足公司配送业务发展的需要。合作型配送模式是指若干相关联或相类似的企业由于共同的配送需求，在充分发掘利用各企业现有物流资源基础上，联合创建的配送组织形式，参加合作的企业在一定的市场区域或地理空间范围内有相似的配送需求。专业型配送模式是指专业化的配送中心，在一定市场范围内为其他公司提供配送服务而获取盈利的配送组织形式。综合型配送模式是指企业以供应链为指导思想，对生产中的各环节实现全方位综合配送，能够高效运行的配送模式。
本文用SWOT分析法，根据岸基公司配送业务的特点，分析其具有的优势、劣势、机会和威胁来确定其配送模式，SWOT分析如表所示。
优势S
1、配送中心仓储设施过硬，有足够的堆场、库房、料棚等仓储设施；
2、配送中心的装卸能力较强，叉车和吊车等机具齐全；
3、配送中心的分拣能力较强，有集成化的包装工具；
4、配送中心有高素质的管理人员和操作人员；
劣势W
1、配送中心缺乏专业的物流技术人才；
2、配送中心物流信息系统不够完善，对客户需求反应不够及时；
3、配送中心的配送流程不够完善，配送成本较高；
机会O
1、国家和沿海地方政府大力发展海洋石油勘探开发，有着政策上的支持；
2、通过与国外石油公司的合作，可以引进先进的管理理念和管理技术；
威胁T
1、实力较强的第三方配送公司有可能争夺岸基公司的配送业务的市场份额；
由于海洋石油勘探开发的权力掌握在少数几家国有企业中，因此其配送服务也由这几家国有企业旗下的岸基公司提供， 外部公司难以进入该配送市场。正是因为如此， 海洋石油勘探开发的岸基公司多采用自备型的配送模式， 这在很大程度上制约了配送作业的发展。岸基公司需要以供应链为指导思想，全面系统地优化和整合企业内部资源、业务流程，对生产过程中的各环节实现全方位综合配送，形成的高效运行的物流配送模式。
3.2 岸基公司的配送分类管理优化。
配送分类管理就是利用ABC分析法，根据客户需求的缓急程度和物资的重要性进行划分，按不同的类别分别制定不同的配送计划。生产任务的重要性决定了客户需求的缓急程度，可将客户分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类。根据物资的重要性可划分为A、B、C三类，A类：主要的生产物资，对生产能否顺利进行起决定性的作用；B类：介于A类与C类之间，对生产有影响，但不会造成停产；C类：对生产影响不大的物资，发生缺货后几乎对生产没有影响。
根据分类管理的方法，可以按照下表的配送顺序(表中数字1表示最优先配送，2表示次优先，其余依此类推)进行配送。
物资类别
需求类别
A类物资
B类物资
C类物资
Ⅰ类需求
1
3
5
Ⅱ类需求
2
4
8
Ⅲ类需求
6
7
9
3.3 岸基公司的配送方式优化。
3.3.1 二级仓库的设立。
由于海洋石油勘探开发区域分散，配送作业面临地理跨度大的特点，因此，通过计算配送成本与在某一区域设立二级仓储成本，比较两者大小。如果配送成本高于仓储成本，则可以在某一区域内设立二级仓库，从而增加集中配送的机会，减少配送次数，从而降低配送成本。
仓储成本与配送成本的关系如下图所示。
当配送成本和仓储成本相等时，可以达到物流成本最低值，实现配送和仓储的最优化管理。
3.3.2 一对多的配送线路。
在海洋石油勘探开发中，某一特定海域内往往分布多艘船舶和平台，所以某一区域内的配送作业也面向多个对象。岸基公司的配送作业对象主要是船舶和平台，对船舶主要运用车辆运输，对平台主要运用船舶运输。现以平台为配送对象，船舶为运输工具为例，优化一对多配送的线路设计。
假定配送中心A向四个平台B、C、D、E进行物资配送，各平台相对应的位置如下图所示。
运输距离如下表所示。
A
B
C
D
E
A
35
50
40
70
B
35
15
20
35
C
50
15
35
30
D
40
20
35
25
E
70
35
30
25
配送路线的起点是A，第一行非零最小数为35，即A到B距离最短；再以B为起点，第二行非零最小数为15，即B到C距离最短……依次类推，得出最短配送路线为ABCEDA，总距离为35+15+30+25+40=145。
3.3.3 实施JIT配送方式。
JUST IN TIME起源于准时制生产，理念是“在恰当的时候，把恰当的商品以恰当的质量、恰当的数量送到恰当的地点”，即实现在生产过程中基本没有积压的物资。将JIT应用于配送作业中，就是要做到“不入即出”，减少库存物资，降低库存成本，提高配送服务水平。
岸基公司的配送中心、物资需求方（船舶和平台）、物资供应商三者之间通过加强物流信息的沟通，保证物流信息快速有效地传递，实现JIT的配送方式，可以提高整个供应链的运作水平，实现效率的最大化。
4结论与展望
本文主要研究了海洋石油勘探开发中岸基公司的配送作业的特点，并针对其特点进行了配送模式、配送方式和配送分类管理方面优化设计，提出了可供岸基公司借鉴的措施和建议。
本文仅仅对海洋石油勘探开发中的岸基公司的配送作业进行了初步的探讨，提出的优化设计方案有待进一步完善。要真正实现配送作业的最优化管理，需要与采购管理、库存管理相结合，以整个物流系统为着眼点，进行全面深入的研究，探索采购管理、库存管理和配送管理的整体优化设计，从而在整体上降低公司的物流成本。
参考文献
［1］ 钱芝网，赵丹.物流运筹学.中国时代经济出版社.2008
篇12
Optimized Structural Design Of Anchor Bed for 64000DWT Bulk Carrier
HE Maohua，ZHOU Jiannan
（ CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Company Limited， Guangzhou 511462 ）
Abstract： This paper introduces the optimized structural design of anchor bed for 64000DWT bulk carrier. This new design improves the environment and efficiency for construction of anchor bed and reduces the construction cost.
Key words： 64000DWT； Anchor Bed； Optimized Structural Design
1 前言
64 000 DWT绿色节能环保型散货船为我司目前在建的主力系列船型，该船型不仅要求设备动力节能环保，而且要求在整个建造过程中尽量做到省时省力，为此在设计过程中做了大量的优化工作。就船体结构而言，通过首制船的建造，发现该系列船的锚台结构的设计施工难度大、费时费力，因此在后续船将锚台结构做优化设计，以达到提高施工效率、节省施工成本的目的。
2 初始设计方案存在的问题
如图1、图2所示，锚台结构主要由锚台面板、锚台外侧板及内部肘板三部分组成。目前设计所采用的施工方案为：先将锚台面板、锚台外侧板、内部肘板组装成整体的锚台结构，然后整体定位上船体与船体外板和锚链筒焊接。由于整个锚台结构往船体外板上扣，这样就形成了一个密闭的空间，（这里加了一个字，看不出是什么字）图1中“***”标注位置的焊缝将无法施焊，我们采取的施工方案是将两块锚台外侧板缓装，先让施工人员进入到锚台内部结构进行焊接施工，最后通过增加钢衬垫焊接缓装的外侧板，如图3所示。
这种锚台结构的设计及施工方案虽然也能完成锚台的施工建造，但是费时费力，施工人员的施工环境较差，施工质量得不到保证，因此该锚台的结构设计有待进一步优化。
3 优化设计方案
原设计方案存在的主要问题在于锚台结构内部肘板与船体外板及锚链筒之间的焊接不容易施焊，因此必须主要考虑改进内部的肘板形式，新的锚台结构形式如图4、图5所示。
该优化设计方案主要是将锚台内部肘板一分为二，相应的锚台安装方案优化为：首先将船体外板和锚链筒之间的肘板（即图4中4、12相似位置的肘板）定位安装焊接，然后将锚台外侧板、锚台面板及上述两者之间的肘板（即图4中5、13相似位置的肘板）作为整体制作成锚台结构，最后将该整体结构往船体外板上扣，此时仅图4中节点1锚台外侧板与船体外板之间的焊缝需要实施单面焊，具体焊接节点如图6所示。通过此结构设计及施工优化方案后，施工人员不必再进入到锚台内部狭小的施工空间作业，改善了施工环境，节省了大量工时，同时也能保证施工质量。
4 结束语
通过设计及审图单位的确认，此锚台的结构优化形式满足结构强度要求，同时也征得了船东的同意。优化后的设计施工方案大大提高了生产效率，改善了作业人员的施工环境，对于系列船的建造更新具有深远的意义，同时该优化结构也可以用于类似船型的锚台设计，具有很好的通用性。
参考文献
[1]何琴琴，李传静.锚台、锚链筒及锚唇安装精度控制工艺[JJ.广东造
篇13
电能具有灵活度高、环保和功率稳定等优点，随着电力传输和电力储存技术的高速发展，大量用电设备如照明设施、起重机和船舶通信等设备广泛应用在船舶等海上作业平台上。为了实现船舶电网的稳定输出和降低电力能源的功率损耗，大型的船舶综合电力系统引起了广泛的研究。为了适应复杂的用电载荷和供电需求，保障整个船舶电力系统的平稳运行，船舶工业需要对传统的船舶电力系统进行技术革新。电力变换装置、电网拓扑结构和功率转换器等各种先进的电力技术近年来逐渐成熟[1]，这些新的技术和优化算法开始在船舶的电力系统上应用起来。传统的船舶电力系统主要有以下缺陷：1）系统冗余、集成控制不便。传统的船舶电力系统包括汽轮发电装置、储能模块、电网和船上用电设备，电能沿船上左右两侧的母线传输到各种用电终端。由于众多用电模块在功率和电压上相互影响，使得电力系统的性能下降甚至不稳定。船舶上各种用电设备相互独立运行，无法有效的对整个用电网络集成控制。2）电力系统网络复杂，维护困难。传统船舶电力网络在铺设过程中无法对整个系统进行协调，电路之间的并联、串联往往根据用电设备随机决定，因此电网的结构复杂无规律。这种复杂的电路一旦出现故障，检测和维修需要耗费大量的时间和工作量。3）系统供电效率低，电能损耗大。相对于采取网络拓扑结构的集成化电路，传统船舶电路的供电无法对负载用电变化做出及时的响应，这种供电电流和电压调整的滞后性会造成大量电能的损耗。由于船舶用电设备存在功率的突变，传统电力系统无法做出及时的调节，整体系统的用电效率就会降低。在船舶供电系统的电力变换装置设计时，需要将众多变换装置有机的协调才能使电力系统的安全性、可靠性达到最佳[2]。本文在设计船舶的电力系统时，充分考虑到电路网络拓扑结构的优化，结合量子学埃弗雷特算法对电路进行优化设计。经过优化后的船舶电力系统电路高度集成，故障诊断和维护方便；对负载用电变化的响应迅速，提高了供电系统的效率；系统内电力变换装置的耦合性好，整体上的电能损耗大大降低。
1船舶电力系统
1.1船舶电力系统的发展现状
近年来，电工电子技术发展迅速，大规模的集成电路逐渐取代了传统复杂的电路。这种高度集成的电路可以显著提高电力系统的可控制性、运行的稳定性和系统的使用寿命，同时节省了维护和故障诊断的成本。传统的船舶电力系统主要为发电轮机和输电和配电设备两部分。其中，输电、配电设备又包括电力转换装置、步进电机装置、配电器、电池等储能元器件和变压器模块等。经过几代人的研究，模块化电子技术在船舶电力系统中逐渐应用起来。模块化电子技术是欧美等发达国家率先提出的，它的出发点是电路的网络拓扑结构。根据模块化拓扑结构设计的电路，充分考虑各个不同功能模块之间的相互联系，实现了电路在电压转换、电能输送、节能调度的最优化[3]。
1.2船舶电力系统的区域配电
船舶电力系统的区域化配电是基于模块化电工电子技术发展而来的，这种区域化配电模式可以根据船上用电设备的负载进行电能的分配。通常情况下，区域化配电的传输线路为船舶左右两侧的输电母线，然后根据用电量的大小将母线的电流分配给各个区域。该区域化配电结构如图1所示。相比较于传统的船舶配电方式，采用区域化配电技术的船舶电力系统具有以下优点：1）根据用电载荷进行电能的区域化分配，每个区域设计高度集成的电力转换器，使电力系统的动态响应迅速和准确。2）对于电力系统的压力泵和各类风机等辅机模块，采用区域化的配电方式可以针对辅机的频率和转速进行调节，确保辅机的工作效率。3）区域化的直流电分配方式减少了船舶电力系统的变压器转换级数，降低了功率损耗。
2采用埃弗雷特优化技术的船舶电力系统
2.1埃弗雷特优化算法
量子信息科学近年来逐渐兴起，其中量子计算和量子理论优化算法得到了长足发展。量子计算是由埃弗雷特率先提出的，他提出了物质的另一种状态-“量子态”，并指出任何现实生活中存在的物质，不论是宏观还是微观物质，都可以通过“量子态”进行描述[4]。基于量子理论的优化算法在处理某一特定工况的问题时，充分利用量子逻辑运算和耦合算法。相比于传统计算的迭代算法，量子计算在判定函数时仅需要运算一次就可将不确定的输入量转化为定量，具体的函数形式如图2所示。图2中，量子计算函数与传统函数具有明显不同，量子计算充分利用了量子的矢量可叠加特性，通过矢量变换H，将输入量x和y转化为叠加态，然后通过埃弗雷特算法进行计算，从而将非定值的物理量转化为对应的确定值物理量。量子理论的埃弗雷特优化算法在电路设计中发挥着重要的作用。他可以将复杂的函数求解过程进行简化，使得数据处理和运算过程更加简便。尤其对于回路中干、支路电流的网络设计和配电模块的耦合性，可以大幅提高耦合求解的效率，对电力系统结构的合理设计具有非常重要的意义。
2.2基于埃弗雷特优化技术的船舶电力系统
基于埃弗雷特优化的船舶电力系统，与传统电力系统最突出的区别是采用级联的方式对船舶区域配电。通过配置SSIM滤波器，将输入端和母线之间的三相电流衰减降低。起波形选择SSIM滤波器跟电路后端的整流器以级联的方式连接，作为一个子模块起配电的作用。采用级联式区域配电的船舶电力系统具有以下特点：1）在船舶的级联式电力系统中，每个配电区域都可以看作是独立运行的子系统，每个子系统的抗干扰能力也各不相同。子系统通常会受到不同程度的扰动，其中程度较小的扰动包括：用电设备的负载变化、系统自身的噪声扰动和线路不稳定产生的扰动等；程度较大的扰动包括：电路开闭瞬间产生的扰动和输电线路发生意外产生的扰动等[5]。2）电力系统采用级联的区域配电方式时，需要通过反馈系统对功率进行调节。通常情况下，配电区域的反馈包括电压反馈和电流反馈两种。采用电压反馈的配电模块当反馈电压和输入电压存在明显差异时，区域内的阻抗器就会发挥调节回路电压的作用，使系统输入电压与负载电压匹配。本文所述的级联式区域配电的等效模型如图3所示。图3中，G1为电力转化器的级联传递函数，G2为某区域配电的传递函数。Z0和Zin分别为配电器的输入阻抗和电力转换器的阻抗。由该级联模型可知，区域配电的输入阻抗和电力转换器的阻抗相互调节，可以保障区域的稳定性。在该电力系统中，每个配电区域之间的级联方式是通过埃弗雷特算法耦合起来的[6]。一方面，每个配电区域可以保障该区域内的用电需求和电力调节灵活性；另一方面，众多配电区域组成一个有机的系统，共同保障了整个船舶电力系统的正常运行。该级联式配电系统结构如图4所示。在该电力系统结构中，输入端为左右两侧的2个三相交流电源，PCM1-PCM4为电路的阻抗器和整流装置，SSCM为电路的变频器。
3结语
随着电工电力技术的发展，集成化和模块化的电路设计在船舶电力系统中的应用越来越广泛。本文基于埃弗雷特优化算法，对传统船舶电力系统进行优化设计，在原有的基础上设计了级联式直流配电模块。后期的功率和稳定性测试表明，该新型船舶电力系统功率损耗低且具有良好的供电稳定性。
参考文献：
[1]杨勇,耿攀,袁阳.基于DSP的舰船交流电力系统保护装置设计[J].船电技术,2012,32(5):50–52.
[2]戴剑峰,周双喜,鲁宗相,等.面向对象的船舶电力系统数字仿真研究[J].中国造船,2005,46(3):61–67.
[3]郭光灿.量子信息科学在中国科学技术大学的兴起和发展[J].物理,2008,37(8):556–561.
