Phân tích và lựa chọn thuật toán thiết kế kết cấu tàu vỏ thép theo yêu cầu của Quy phạm Việt Nam, chương 1

Quy trình thiết kế tàu Như chúng ta đã biết tàu thủy là công trình kỹ thuật phức tạp bao gồm ba hệ thống chính là động cơ, vỏ tàu và chân vịt, trong đó phần vỏ tàu với kết cấu bên trong có nhiệm vụ quan trọng đảm bảo độ cứng vững cho con tàu.Thiết kế kết cấu thân tàu là một trong những bài toán quan trọng trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật của quá trình thiết kế tàu thuỷ. Thiết kế kết cấu nhằm mục đích xác định kích thước, hình dáng, mối liên kết giữa...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích và lựa chọn thuật toán thiết kế kết cấu tàu vỏ thép theo yêu cầu của Quy phạm Việt Nam, chương 1Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ1.1. TỔNG QUAN Nhiệm vụ thư thiết kế Thiết kế sơ bộ Thiết kế kỹ thuật Thiết kế thi công Thiết kế công nghệ đóng Hình 1.1: Quy trình thiết kế tàu Như chúng ta đã biết tàu thủy là công trình kỹ thuật phức tạpbao gồm ba hệ thống chính là động cơ, vỏ tàu và chân vịt, trong đóphần vỏ tàu với kết cấu bên trong có nhiệm vụ quan trọng đảm bảođộ cứng vững cho con tàu.Thiết kế kết cấu thân tàu là một trongnhững bài toán quan trọng trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật của quátrình thiết kế tàu thuỷ. Thiết kế kết cấu nhằm mục đích xác địnhkích thước, hình dáng, mối liên kết giữa các kết cấu…để có thể tạonên một hệ thống kết cấu đảm bảo đủ bền và ổn định dưới tác độngcủa các ngoại lực. Hiện nay, có nhiều phương pháp thiết kế kết cấu tàu khácnhau như: Thiết kế theo Quy phạm, thiết kế bằng tính toán lýthuyết v.v...Nhưng phổ biến nhất là thiết kế kết cấu thân tàu theocác yêu cầu của Quy phạm. Phương pháp này cho phép người thiếtkế tính chọn toàn bộ kết cấu tàu đang xét mà không cần phải thựchiện mô hình hoá kết cấu hoặc giải những bài toán cơ học kết cấuphức tạp. Việc lựa chọn được thuật toán để ứng dụng lập trìnhchương trình tính toán kết cấu tàu nhằm đơn giản quá trình tínhtoán, đạt được kích thước kết cấu tối ưu mong muốn và thỏa mãncác yêu cầu của Quy phạm đang được quan tâm. Các công thức tính kết cấu trong Quy phạm được xây dựngdựa trên cở sở lý thuyết về độ bền, tuy nhiên trong quá trình xâydựng công thức, Quy phạm còn đưa vào những hệ số để hiệu chỉnhcông thức về dạng phù hợp với thực tế sử dụng tàu. Cần lưu ý rằngcác yêu cầu của Quy phạm thật nghiêm ngặt song nó cũng tồn tạihạn chế như chưa phản ánh đầy đủ các điều kiện của môi trườngthiên nhiên và con người hoạt động trong đó nên gây sự tốn kémvề vật liệu, công sức thực hiện, không đảm bảo tính kinh tế vì bảnthân kết cấu chưa phải ở dạng tối ưu. Việc nghiên cứu và ứng dụng thuật toán vào lập trình tính kếtcấu để khắc phục hạn chế của công tác tính kết cấu theo Quy phạmnhằm đưa ra đựợc kết cấu thân tàu ở dạng tối ưu, đủ bền đồng thờithỏa mãn tính kinh tế là mong muốn của những người làm công tácthiết kế. Từ những phân tích trên, em được giao thực hiện đề tài: “Phân tích và lựa chọn thuật toán thiết kế kết cấu tàu vỏthép theo yêu cầu của Quy phạm Việt nam”. Với mục tiêu lựa chọn được thuật toán thiết kế kết cấu tàu vỏthép thỏa yêu cầu của Quy phạm Việt Nam và định hướng lập trìnhchương trình tính kết cấu như một giải pháp khắc phục hạn chế củacông tác thiết kế hiện nay và nâng cao hiệu quả thiết kế kết cấutheo Quy phạm.1.2. TÌM HIỂU KHÁI QUÁT VỀ THUẬT TOÁN1.2.1. Khái niệm thuật toán Chúng ta đã làm quen với khái niệm về thuật toán trong giáotrình toán học và các giáo trình khác như thuật toán giải phươngtrình bậc hai, hệ phưong trình. Ví dụ như thuật toán giải phươngtrình bậc nhất: P(x): ax + b = c (a, b, c là các số thực) trong tập hợpcác số thực có thể là một bộ các bước giải như sau: Bước 1: nếu a = 0 - b = c thì P(x) có nghiệm bất kì - b # c thì P(x) vô nghiệm Bước 2: nếu a # 0 thì P(x) có duy nhất một nghiệm x = (c-b)/a Có nhiều quan điểm về thuật toán, nôm na thuật toán là mộtthủ tục tính toán được định nghĩa kỹ, sử dụng một giá trị hoặc mộttập hợp giá trị nào đó làm đầu vào và cho ra một giá trị hoặc tậphợp giá trị nào đó làm kết xuất. Do đó, một thuật toán là một trìnhtự các bước tính toán biến đổi đầu vào thành kết xuất. Cũng có thể xem một thuật toán như một công cụ để giảiquyết một bài toán thật cụ thể. Phát biểu của bài toán sẽ chỉ địnhtổng quát mối quan hệ nhập/xuất cần thiết. Thuật toán mô tả mộtthủ tục tính toán cụ thể để đạt được mối quan hệ nhập/xuất đó. Khái niệm thuật toán đầu tiên do nhà toán học Ả RậpKharezmi nêu ra từ cuối thế kỷ thứ 8 đầu thế kỷ thứ 9 khi đưa racác quy tắc đầu tiên về tính số học. Con người với các hoạt động của mình thường phải sử dụngnhững thuật toán để giải quyết các công việc cụ thể. Bất kỳ mộthình thức lao động chân tay nào cũng gồm một số thao tác cụ thểtheo một trật tự nhất định, ta gọi lao động chân tay là hoạt độngtheo thuật toán. Tóm lại có thể nói thuật toán hay còn gọi là thuật giải là mộttập hợp hữu hạn các chỉ thị hay các phương cách được định nghĩarõ ràng cho việc hoàn tất một sự việc từ một trạng thái ban đầu chotrước, khi các chỉ thị này được áp dụng triệt để thì sẽ dẫn đến kếtquả sau cùng đã dự đoán. Nói cách khác, thuật toán là một bộ cácquy tắc hay quy trình cụ thể nhằm giải quyết một vấn đề trong mộtsố bước hữu hạn, nhằm cung cấp một kết quả từ một tập hợp củacác dữ ...