刘波，林焰，吕振望，管官，纪卓尚

（大连理工大学a.工业装备结构分析国家重点实验室；b.船舶工程学院，辽宁大连116024）

基于量子行为遗传算法的船体局部结构优化设计

刘波a，林焰a，吕振望b，管官b，纪卓尚b

（大连理工大学a.工业装备结构分析国家重点实验室；b.船舶工程学院，辽宁大连116024）

采用遗传算法解决船舶复杂结构中混合设计变量优化问题时，其效果很有效，且能获得全局最优可行解。然而，简单遗传算法局部搜索能力差且易于早熟。为了提高对船舶复杂结构设计变量解空间的搜索能力，该文设计了一种基于二进制编码的适用于混合变量的量子行为遗传算法，比较适合于复杂函数的全局寻优，且搜索能力优于标准遗传算法。通过三个算例对算法的寻优能力进行测试，实验结果表明，采用量子行为遗传算法进行的船体局部结构优化设计具有较好的计算质量与计算效率。

量子行为遗传算法；船体局部结构；结构优化设计；混合设计变量；搜索能力

0 引言

在船舶结构设计中，为了在满足设计条件（如强度、刚度、材料选择及制造工艺要求等）下设计出合理的结构形式和尺寸，人们最初是借助于数学最优化方法来实现结构的最优化设计。后来随着计算机技术的发展，船舶结构优化设计新方法亦不断涌现，如以模糊数学为基础的模糊优化设计方法[1-2]、以人工智能为基础的专家系统法[3]与神经网络方法[4]、以仿生学为基础的进化算法（遗传算法[5-7]，蚁群算法[8]，粒子群算法[9]，人工蜂群[10]）等在船舶结构优化设计中得到了广泛的应用。……