【摘 要】
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船舶管路作为连接船舶设备和系统的主要媒介,在整个船舶设计过程中起着至关重要的作用。船舶内管路错综复杂,共同组成庞大的管路系统,用于运输各种气体和液体,其主要是有管路、支撑件和连接件等组成。管路设计作为整个船舶设计过程中的重要内容之一,对船舶安全性起着巨大作用。同时,良好的管路设计也会大大减少船舶的成本。传统的管路设计完全依赖设计人员致使效率低下,结合人工知识和计算机科学的智能管路设计规划目前正在成
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船舶管路作为连接船舶设备和系统的主要媒介,在整个船舶设计过程中起着至关重要的作用。船舶内管路错综复杂,共同组成庞大的管路系统,用于运输各种气体和液体,其主要是有管路、支撑件和连接件等组成。管路设计作为整个船舶设计过程中的重要内容之一,对船舶安全性起着巨大作用。同时,良好的管路设计也会大大减少船舶的成本。传统的管路设计完全依赖设计人员致使效率低下,结合人工知识和计算机科学的智能管路设计规划目前正在成为主要趋势,对船舶行业的发展起到推动作用。因此,管路的优化设计对船舶的性能及成本均有着重大影响。本文研究的主要内容如下:本文结合实际船舶管路布置的流程,分析并归纳船舶管路布置的规则及方法,在这些规则及方法的基础上,合理搭建船舶管路路径规划问题的数学模型。对于管路布置中需要经过的设备,适当采取简化策略,结合“虚拟障碍”的方法对设备进行建模,最后建立起管路布局优化所需要的空间仿真模型。对于船舶单管路布置问题,现有的算法种类繁多,但是优化效果尚待提高。本文通过综合比较,最终采用A*算法作为管路布置的优化算法,并在此基础上,对算法进行改进,使其更加适合船舶管路布置,并采取实例仿真计算和其他算法相比较,证明算法改进的效率。对于分支管路的布置问题,本文基于对单管路路径的优化,首先对分支管路进行合适的分解,并结合协同进化原则,重点阐述分支管路的分解策略;然后通过与协同进化算法的结合,采用A*算法对其进行改良,设计出适合船舶分支管路布置的算法,最后采用实例分析验证所提出算法的可行性。船舶管路路径规划完成后,为了便于设计人员对优化后的管路进行评价和参考,同时解决人工进行管路修改时不够清楚直观等情况,论文最后以UG为主要开发平台,采用C++编程语言进行二次开发,生成船舶管路路径自动生成系统,使布局结果能得到更为真实的仿真效果。
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