为提高船舶总体设计质效，本文基于船舶设计、多学科设计优化（Multi-disciplinary Design and Optimization, MDO）理论及其应用的相关资料，在梳理现阶段船舶设计理论及基本流程的基础上，分析MDO理论在指导船舶设计中应用的可行性。结果表明，在船舶设计过程中应重点关注船舶型线设计、推进系统设计及振动噪声性能控制等关键技术。通过分析上述技术方面的研究进展，并基于MDO理论提出若干关于提高船舶总体设计质效的建议，对改进船舶总体设计方法具有一定工程指导价值。
In order to improve the overall quality and efficiency of ship overall design, relevant information on ship design, Multi-disciplinary Design and Optimization (MDO) theory and its application is referred to in this article. Based on sorting out the current ship design theory and basic process, the feasibility of MDO theory in guiding ship overall design is analyzed. The results indicate that key technologies such as ship profile design, propulsion system design, and vibration and noise performance control should be emphasized in the ship design process. By analyzing the research progress in the above technical aspects and based on MDO theory, several suggestions for improving the quality and efficiency of ship overall design are proposed, which has certain engineering guidance value for improving ship overall design methods.
2024,46(13): 24-28 收稿日期：2023-09-05
DOI：10.3404/j.issn.1672-7649.2024.13.005
分类号：U661.44
作者简介：赖国军(1991-),男,博士,工程师,研究方向为船舶总体性能设计及优化
参考文献：
[1] 朱英福. 水面船舶设计新技术（第2版[）M]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学出版社, 2015.
[2] 邵开文, 张骏. 总体者, 集大成也[J]. 中国舰船研究, 2008, 3(1): 1-4,12.
[3] 徐青. 船舶总体设计流程分析[J]. 中国舰船研究, 2012, 7(5): 1-4.
[4] 冯佰威, 刘祖源, 常海超. 多学科设计优化技术在船舶初步设计中的应用[J]. 中国造船, 2009, 50(4): 109-116.
[5] 冯佰威. 基于多学科设计优化方法的船舶水动力性能综合优化研究[D]. 武汉: 武汉理工大学, 2011.
[6] CHEN Xide, FENG Baiwei, LIU Zuyuan, et al. Hull surface modification for ship resistance performance optimization based on Delaunay triangulation[J]. Ocean Engineering, 2018, 153: 333-344.
[7] SU Yan, LIU Zuyuan, GAO Zhiliang. Shallow-water sloshing motions in rectangular tank in general motions based on Boussinesq-type equations[J]. Journal of Hydrodynamics, 2018, 30(5): 958-961.
[8] 宋保维, 杜伟, 高智勇, 等. 基于协同优化的鱼雷多学科设计优化[J]. 鱼雷技术, 2009, 17(6): 7-11.
[9] 王健. MDO方法在水面船舶总体概念设计中的应用研究[D]. 北京: 中国船舶研究院, 2017.
[10] 曾凡明, 陈国钧. 现代舰船轮机工程[M]. 长沙: 国防科技大学出版社, 2001.
[11] 王志东, 杨松林, 朱仁庆. 船舶操纵性能优化设计方法研究[J]. 造船技术, 2001(6): 10-11.
[12] 李密, 刘江波, 杨松林. 高速单体船航行性能综合优化的遗传混沌算法[J]. 中国舰船研究, 2008, 3(1): 23-27.
[13] 杨松林, 奚炜, 张火明. 吃水受限的内河大型船舶航行性能综合优化方法研究[J]. 船舶工程, 2006(1): 8-11.
[14] 唐艾飞. 船舶推进轴系振动分析研究[D]. 武汉: 武汉理工大学, 2014.
[15] 师汉民, 黄其柏. 机械振动系统—分析、建模、测试、对策（第3版）[M]. 武汉: 华中科技大学出版社, 2016.
[16] 魏海军, 王宏志. 船舶轴系校中多点支承问题的研究[J]. 船舶力学, 2001, 5(1): 49-54.
[17] 蔡耀全, 曾凡明, 刘金林, 等. 轴系运行工况对轴系-基座-壳体耦合振动影响研究[J]. 2018, 37(4): 60-66.
[18] 杨俊, 王隽, 王刚伟. 船舶推进轴系校中对轴系振动影响分析[J]. 动力学与控制学报, 2016, 14(2): 157-164.
[19] PATEL T H, DARPE A K. Vibration response of misaligned rotors[J]. Journal of sound and vibration, 2009, 325(3): 609-628.
[20] 刘金林, 赖国军, 曾凡明. 船舶轴系纵向减振器参数优化研究[J]. 中国舰船研究, 2017, 12(3): 105-110.
[21] 王家盛. 基于原理模型的潜艇推进轴系纵向减振技术实验研究[D]. 长沙: 国防科技大学, 2009.
[22] 刘耀宗, 王宁, 孟浩, 等. 基于动力吸振器的潜艇推进轴系纵向减研究[J]. 振动与冲击, 2009, 28(7): 184-188.
[23] 严新平, 李志雄, 刘正林, 等. 大型船舶推进系统与船体耦合动力学研究综述[J]. 船舶力学, 2013, 17(4): 439-447.
[24] SOHIESZCZANSKI-S J, CHOPRA I. Multidisciplinary optimization of aeronautieal system[J]. Journal of Airearft, 1990(12): 977-978.
[25] 李世海. 多学科设计优化(MDO)算法研究[D]. 北京: 中国地质大学, 2009.
[26] MOHSEN Bidoki, MEHDI Mortazavi, MEHDI Sabzehparvar. A new approach in system and tactic design optimization of an autonomous underwater vechicle by multidisciplinary design optimization[J]. Ocean Engineering, 2018, 147(1): 517-530.
[27] GUOJUN Lai, JINLIN Liu, SHUYONG Liu, et al. Comprehensive optimization for the alignment quality and whirling vibration damping of a motor drive shafting [J]. Ocean Engineering. 2018, 157(1): 26-34.
[28] LAI Guojun, LEI Junsong, LIU Jinlin, et al. Numerical and experimental study on comprehensive optimization for the KPIs of ship propulsion shafting design based on MDO [J]. Ocean Engineering, 2021, 222(2): 1-15.
[29] 赖国军, 刘金林, 雷俊松, 等. 船舶推进轴系方案设计的关键技术研究进展[J]. 中国舰船研究, 2019, 14(5): 10–21.
