本书紧跟现代设计方法学的发展趋势，从船舶总体设计优化的角度，详细介绍了多学科设计优化的基本理论、方法及其在船舶设计优化中的应用。主要内容包括多学科设计优化的基础理论、船舶参数化几何建模技术、近似方法及其在船型优化中的应用、基于数据挖掘的设计空间缩减技术、船舶多学科设计优化方法、考虑不确定性的船舶设计优化方法、船舶多学科设计优化平台的开发及应用。本书内容丰富，具有先进性、系统性和实用性，在相关模型、方法以及设计优化平台的介绍中，都配有工程应用实例，可帮助读者了解与掌握相关理论和方法。
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在国内外期刊上发表学术论文 60 余篇，出版专著（合著）2部武汉理工大学，教授，副院长船舶设计。机械设计
目录
第1章 绪论 1
1.1 船舶设计优化概述 1
1.1.1 复杂产品定义 1
1.1.2 船舶的设计特点及方法 1
1.2 多学科设计优化理论的发展 3
1.2.1 多学科设计优化的基本思想和内涵 3
1.2.2 多学科设计优化的研究发展概况 3
1.3 多学科设计优化的基本概念 5
1.3.1 多学科设计优化的定义 5
1.3.2 多学科设计优化的特点 6
1.4 多学科设计优化的研究内容和方法 7
思考与练习 9
参考文献 9
第2章 多学科设计优化的基础理论 10
2.1 多学科设计优化的基本描述 10
2.2 多学科设计优化的数学模型 11
2.3 复杂系统分解协调理论 12
2.3.1 系统的分类方法 12
2.3.2 系统优化与子系统优化的关系 13
2.3.3 复杂系统的分解-协调法 17
2.4 多学科设计优化算法 19
2.4.1 确定性优化算法 19
2.4.2 随机性优化算法 20
2.4.3 混合优化算法 20
2.5 多学科设计优化中的多目标问题 21
2.5.1 多目标优化基本概念 21
2.5.2 多目标优化求解方法 21
2.6 多学科设计优化框架 23
2.6.1 iSIGHT 23
2.6.2 ModelCenter 24
2.6.3 AML 25
思考与练习 26
参考文献 26
第3章 船舶参数化几何建模技术 27
3.1 参数化建模概述 27
3.1.1 参数化建模的基本思想 27
3.1.2 参数化驱动的数学模型 27
3.1.3 参数化建模的方法 28
3.2 船体型线建模方法 29
3.2.1 部分参数化建模方法 30
3.2.2 完全参数化建模方法 33
3.2.3 不同建模方法的比较 35
3.3 基于径向基函数插值的船体曲面变形方法 36
3.3.1 基于NURBS的曲面表达方法 36
3.3.2 径向基函数插值理论 37
3.3.3 船体曲面变形实例 39
3.4 基于FFD的船体曲面变形方法 40
3.4.1 自由变形方法的理论基础 40
3.4.2 球体曲面变形实例 48
3.4.3 船体曲面变形实例 50
思考与练习 51
参考文献 51
第4章 近似方法及其在船型优化中的应用 53
4.1 近似方法概述 53
4.2 常用样本点选取方法及原理 54
4.2.1 正交设计 54
4.2.2 拉丁超立方设计 55
4.2.3 均匀设计 57
4.3 常见近似模型及其原理 59
4.3.1 多项式响应面模型 60
4.3.2 Kriging模型 61
4.3.3 径向基函数神经网络模型 63
4.4 各近似模型的比较 64
4.5 近似模型误差评价方法 64
4.6 近似技术在船型优化中的应用 65
思考与练习 76
参考文献 76
第5章 基于数据挖掘的设计空间缩减技术 77
5.1 数据挖掘概述 77
5.1.1 数据挖掘的基本概念 77
5.1.2 数据挖掘的过程 80
5.1.3 数据挖掘的功能 81
5.2 数据挖掘技术 82
5.2.1 统计方法 83
5.2.2 粗糙集理论 83
5.2.3 机器学习方法 84
5.3 数据挖掘技术在船型优化中的应用 90
思考与练习 98
参考文献 98
第6章 船舶多学科设计优化方法 100
6.1 多学科设计优化方法 100
6.1.1 多学科可行方法 100
6.1.2 单学科可行方法 101
6.1.3 协同优化算法 102
6.1.4 并行子空间优化算法 103
6.1.5 分级目标传递法 105
6.2 多学科设计优化方法对比 107
6.3 基于物理规划的分级目标传递法 109
6.3.1 传统ATC法存在的问题 109
6.3.2 物理规划及偏好函数 110
6.3.3 物理规划数学模型的建立 112
6.3.4 基于物理规划的分级目标传递模型 112
6.4 数值算例 113
6.4.1 测试函数 113
6.4.2 协同优化结果 114
6.4.3 分级目标传递法优化结果 116
6.5 ATC-PP在船舶概念设计优化中的应用 118
6.5.1 船舶概念设计优化模型 118
6.5.2 ATC-PP数学模型 118
6.5.3 优化结果及分析 120
思考与练习 121
参考文献 121
第7章 考虑不确定性的船舶设计优化方法 122
7.1 不确定性概述 122
7.2 不确定性的分类与建模 123
7.2.1 不确定性的分类 123
7.2.2 随机不确定性建模 123
7.2.3 认知不确定性建模 123
7.3 不确定性分析 125
7.3.1 随机不确定性分析 125
7.3.2 认知不确定性分析 127
7.4 不确定性优化设计 127
7.4.1 稳健优化设计 128
7.4.2 基于可靠性的优化设计 128
7.4.3 基于可靠性的稳健优化设计 129
7.5 不确定性优化与确定性优化的区别 130
7.5.1 数学模型的区别 130
7.5.2 求解流程的区别 131
7.6 基于不确定性的船型设计优化 134
7.6.1 散货船设计优化算例 134
7.6.2 标准船型KCS型线优化 137
思考与练习 142
参考文献 142
第8章 船舶多学科设计优化平台的开发及应用 144
8.1 多学科设计优化平台功能需求分析 144
8.1.1 船型主尺度的确定对MDO的需求 144
8.1.2 船型精细优化对MDO的需求 145
8.2 多学科设计优化平台的框架设计 146
8.3 平台模块的详细设计 147
8.4 SHIPMDO平台实例测试 158
8.4.1 9000t油船的多学科设计优化(0水平优化) 158
8.4.2 46000t油船阻力、操纵、耐波性能综合优化(0水平优化) 161
8.4.3 标模Series 60型线优化及试验验证(1水平优化) 163
思考与练习 172
参考文献 172
附录 散货船概念设计模型 173
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