[发明专利]一种主动减振的船用离心泵浮筏系统多工况数值优化方法

权利要求书

1.一种主动减振的船用离心泵浮筏系统多工况数值优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：进行试验测量船用离心泵浮筏系统的振动性能，得到多工况下浮筏连接板和浮筏底座上的多个测点处的振动速度水平的试验值；

步骤二：基于模态响应对流体激励动载荷下船用离心泵浮筏系统的振动进行计算，得到多工况下浮筏连接板和浮筏底座上的多个测点处的振动速度水平的计算值；

步骤三：利用Levene方差齐性检验评价准则分析计算值与试验值之间的相对误差，将得到的Levene检验统计方差W与检验精度ε₁进行比较，若Levene检验统计方差W大于检验精度ε₁，则返回步骤二，并改变插值搜索算法的权指数，直至计算值与试验值之间的差值不大于ε₁；

步骤四：基于DOE(Design of Experiments)方法建立船用离心泵浮筏系统数值优化的样本库；

步骤五：采用响应面模型或Kriging模型，构建船用离心泵浮筏系统主要设计参数与加权振动速度水平之间的近似模型，并基于修正的方均根误差％RMSE和修正的复相关系数R_a²计算所述近似模型的预测精度，若所述近似模型的预测精度不满足精度准则，则增加样本，重新构建近似模型并计算近似模型的预测精度，直到近似模型的预测精度满足精度准则；

步骤六：采用全局优化算法对步骤五得到的近似模型进行全局优化，得出船用离心泵浮筏系统主要设计参数的最优组合。

2.根据权利要求1所述的主动减振的船用离心泵浮筏系统多工况数值优化方法，其特征在于，所述步骤二的具体步骤如下：

(A)建立离心泵和浮筏系统的有限元模型，提取流体表面压力分布的时域信息，采用插值搜索算法，将压力分布数据映射到船用离心泵浮筏系统结构体上，作为浮筏系统振动计算的激励源条件；

(B)根据步骤一中船用离心泵浮筏系统试验的情况，定义浮筏底座螺栓区域为全约束，并根据结构动力学分析方程，基于模态响应对流体激励动载荷下船用离心泵浮筏系统振动响应进行计算，得到多工况下浮筏连接板和浮筏底座上的多个测点处的振动速度水平的计算值。

3.根据权利要求1所述的主动减振的船用离心泵浮筏系统多工况数值优化方法，其特征在于，所述的Levene方差齐性检验评价准则的计算公式如下：

式中，N为分析频段内特征频率个数，v_pe为第p个特征频率上振动速度水平的试验值，v_ps为第p个特征频率上振动速度水平的计算值。

4.根据权利要求1所述的主动减振的船用离心泵浮筏系统多工况数值优化方法，其特征在于，0.005≤ε₁≤0.02。

5.根据权利要求1所述的主动减振的船用离心泵浮筏系统多工况数值优化方法，其特征在于，所述步骤四基于DOE方法建立船用离心泵浮筏系统数值优化的样本库的具体步骤如下：

(A)确定影响船用离心泵浮筏系统振动性能的主要设计参数为加强筋高度、加强筋厚度和加强筋个数；

(B)采用DOE(Design of Experiments)方法，构建船用离心泵浮筏系统数值优化的n组实验方案，所述DOE方法为均匀设计方法或正交试验设计方法或拉丁方设计方法；

(C)采用LMS Virtual.lab对n组实验方案的船用离心泵浮筏系统进行振动数值计算，得到浮筏连接板和浮筏底座上的多个测点处的振动速度水平的结果；

(D)根据步骤(C)得到的结果，建立包含船用离心泵浮筏系统主要设计参数与加权振动速度水平之间的样本库，其中n-n_t组样本用于构建近似模型，n_t组样本用于预测近似模型的精度。