基于遗传算法的隔振系统参数优化计算分析

论文摘要

拖曳线列阵隔振系统的参数计算和参数优化设计的研究对拖曳式声纳的工作性能的提高具有重要的意义。本文以拖曳线列阵隔振系统为研究对象,根据拖曳线列阵隔振系统的结构特点,利用有限元法建立了隔振系统的流固耦合模型,计算了隔振系统的隔振性能,结合水池实验数据完善数学模型,并分析各参数对隔振系统隔振性能的影响;运用改进的遗传算法实现了隔振系统的参数优化设计。本文研究的主要内容包括以下几个方面:第一,根据拖曳线列阵隔振系统的结构特点,利用大型有限元分析软件ANSYS建立了24m线列阵隔振系统湿模态流固耦合有限元模型。在此基础上,对隔振系统进行了静力分析、湿模态分析和谐响应分析,利用水池实验结果对模型进行验证。第二,对影响隔振系统隔振性能的材料参数和结构参数进行研究分析,进行了不同参数对隔振系统隔振效果的影响分析,并对在考虑负载(声振段)影响下的隔振系统的隔振性能进行了研究。第三,利用APDL语言实现对ANSYS的二次开发,建立隔振系统的参数化分析文件,将有限元法和自适应伪并行改进遗传算法相结合,用APDL语言编写自适应伪并行改进遗传算法的优化设计程序,实现了隔振系统和考虑负载(声振段)作用下的隔振系统的参数优化设计计算分析。通过数值建模对隔振系统参数计算和优化分析研究,本论文在隔振系统隔振性能和隔振系统参数优化设计方面得到了一系列具有工程应用价值的结论,对拖曳线列阵隔振系统的设计具有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 流噪声方面的研究
• 1.2.2 拖曳线列阵隔振方面的研究
• 1.2.3 遗传算法的进展及其应用
• 1.3 本文研究的主要内容和方法
• 第2章 拖曳线列阵隔振系统结构振动理论
• 2.1 拖曳线列阵隔振系统的结构及隔振性能理论分析方法
• 2.2 结构振动有限元法的基本原理
• 2.3 振动结构流固耦合的有限元方法
• 2.4 本章小结
• 第3章 拖曳线列阵隔振系统结构有限元分析
• 3.1 拖曳线列阵隔振系统有限元建模及计算
• 3.1.1 隔振系统有限元建模
• 3.1.2 隔振系统有限元模型计算
• 3.2 拖曳线列阵隔振系统有限元计算结果分析
• 3.2.1 隔振系统静力分析
• 3.2.2 隔振系统模态分析
• 3.2.3 隔振系统隔振性能分析
• 3.2.4 隔振系统中考虑护套和隔振组件之间的摩擦影响
• 3.2.5 隔振系统参数计算分析
• 3.3 考虑负载（声振模块）作用下的隔振系统的隔振性能
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于参数化模型实现隔振系统隔振性能的参数影响分析
• 4.1 隔振系统有限元参数化模型的建立
• 4.2 隔振系统不同参数对隔振系统的影响
• 4.3 本章小结
• 第5章 应用遗传算法实现隔振系统参数优化
• 5.1 自适应伪并行改进遗传算法
• 5.1.1 引言
• 5.1.2 遗传算法的运算过程
• 5.1.3 遗传算法的数学理论
• 5.1.4 遗传算法的实现
• 5.2 24m 拖曳线列阵隔振系统二维流固耦合模型的有限元分析
• 5.2.1 隔振系统二维流固耦合模型的建立
• 5.2.2 隔振系统二维流固耦合模型结果分析
• 5.2.3 考虑负载（声振模块）作用下的隔振系统二维流固耦合模型结果分析
• 5.3 24m 拖曳线列阵隔振系统二维流固耦合模型参数分析文件的建立
• 5.4 伪并行改进遗传算法在隔振系统优化设计中的应用
• 5.4.1 遗传算法的基本步骤
• 5.4.2 隔振系统参数优化设计
• 5.4.3 基于APDL 的伪并行改进遗传算法的流程
• 5.4.4 隔振系统参数优化结果分析
• 5.4.5 考虑负载（声振模块）作用下的隔振系统参数优化结果分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 大摘要