水面舰船航行性能MDO系统顶层设计研究.pdf

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1、第16卷第11期船舶力学Vol.16No.112012年11月JournalofShipMechanicsNov.2012文章编号：1007-7294（2012）11-1257-10水面舰船航行性能MDO系统顶层设计研究赵峰1，程素斌2，杨磊1，韦喜忠1，李胜忠1（1中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082；2同济大学，上海20092）摘要：水面舰船航行性能设计是一个典型的多学科设计优化问题，适宜于采用基于系统工程思想的MDO创新设计理念和方法。文章首先分析了水面舰船航行性能设计领域开展MDO应用研究的重要意义，之后阐述了

2、MDO概念内涵；制定了总体研究思路，确定了系统设计目标、技术指标及顶层设计技术方案，剖析了需要首先解决的若干关键技术，并给出关键技术的攻关建议。关键词：水面舰船；航行性能；MDO；顶层设计中图分类号：U662文献标识码：ATop-downdesignresearchforthenavigationalperformanceMDOsystemofnavalsurfacecombatant12，YANGLei111ZHAOFeng,CHENGSu-bin,WEIXi-zhong,LISheng-zhong(1ChinaShipS

3、cientificResearchCenter,Wuxi214082,China;2TongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract：NavigationalperformancedesignofnavalsurfacecombatantisatypicalmultidisciplinaryDe鄄signOptimization(MDO)problem.Therefore,itissuitabletoadopttheinnovationaldesignideaandmethodwh

4、ichisbasedonsystemengineeringideatodo,itnootherthanMDOmethod.Thispaperanaly鄄sestheimportantmeaningoftheMDOappliedresearchinthefieldofnavigationalperformancedesignofthenavalsurfacecombatant,andintroducestheconceptandresearchcontentoftheMDOmethod.Thetop-downdesignsch

5、emeofthenavigationalperformancedesignsystemofthenavalsurfacecombatantispresented.Thesystemdesignobjection,evaluatingindicatorsaswellasthemaincontentwerealldemon鄄strated.Finally,manycrucialtechnologieswhichshouldbesolvedfirstlywereanalyzed,andtechnicalapproacheswere

6、alsosuggested.Keywords:navalsurfacecombatant;navigationalperformance;MDO;top-downdesign1引言航行性能是水面舰船的基本性能，它直接影响着舰船的作战效能和海上生存能力。因此，航行性能设计一直被作为水面舰船总体设计的核心基础内容。航行性能设计是一个系统性很强的复杂过程，它涉及多个学科，这些学科高度关联、相互影响，使得直接进行系统综合设计相当困难。传统上将其分解为快速性、耐波性和操纵性三大子学科，采用序列式设计方法，设计优化在各子学科内部进行，各

7、子学科之间的交互作用通常用一组经验性的“静态常数”来描述，最后将各学科的设计结果装配起来，通过设计师的综合协调得到最终方案。这种传统的设收稿日期：2012-06-01作者简介：赵峰（1964-），男，中国船舶科学研究中心研究员;程素斌（1976-），女，同济大学讲师。1258船舶力学第16卷第11期计模式中，设计师试图利用先验的、经验性的“静态常数”来协调学科间的动态交互作用，造成学科设计环境的“失真”；经“装配”和再协调使得各子学科的性能被进一步“中和”，势必大幅降低设计方案的整体性能。基于系统工程概念的多学科设计优化（M

8、ultidisciplinaryDesignOptimization,MDO）技术以求解多系统的耦合协同为核心，利用有效的MDO策略来重新规划、组织复杂系统的设计过程，有效克服传统设计模式的缺陷，能够获得系统整体最优解。开展水面舰船航行性能MDO应用研究对提高舰船总体设计水平和质量，缩短设