52卷 第3期（总第197期） 中 国 造 船 Vol.52 No.3 （Serial No. 197） 2011年9 月 SHIPBUILDING OF CHINA Sep. 2011 文章编号：1000-4882（2011）03-0115-07
基于支持向量机的船舶上层建筑
纵向振动特性预报
殷玉梅，赵德有，崔洪宇，洪 明
(大连理工大学船舶工程学院，大连 116085)
摘 要
根据支持向量机具有小样本学习、全局寻优和泛化能力强等特点，应用支持向量机对船舶上层建筑整体
纵向振动固有频率进行预测。通过对船舶上层建筑整体振动特性的分析，以23条船的船舶主尺度、上层建
筑的层数、类型以及上层建筑各层的长度、宽度和高度作为支持向量机的输入数据，上层建筑整体纵向振动
固有频率实测值作为支持向量机的输出数据，建立了船舶上层建筑整体纵向振动固有频率的非线性回归模
型。应用此模型对5条船的上层建筑整体纵向振动固有频率进行预测，预测值与实测值接近。这证明本文方
法是可行的，为船舶上层建筑整体纵向振动固有频率预报提供了一种新思路。
关 键 词：船舶上层建筑；固有频率；支持向量机；振动预报
中图分类号：U661.44 文献标识码：A
0 引 言
船舶上层建筑是船员休息的场所，如卧室区和生活区，也是安装精密仪器较多的场所。上层建筑出现严重的振动将直接影响船员的生活以及仪器设备的正常使用，因此上层建筑的振动问题一直受到国内外学者的普遍重视。目前国内外建造的船舶中，上层建筑经常发生剧烈振动的现象。为了解决上层建筑振动问题，必须在船舶设计阶段较准确地预报上层建筑固有频率。
上层建筑振动包括整体振动和局部振动。上层建筑整体振动是指整体纵向振动、横向振动和扭转振动。上层建筑整体纵向振动是最常见的，也是人们最关心的问题。对于上层建筑整体纵向振动预报，目前有两种方法：经验公式法和有限元法。在上层建筑整体纵向振动固有频率经验公式研究方面，国内外很多学者和机构做了大量工作[1-6]。随着计算机技术的发展，许多学者采用三维有限元方法研究船舶上层建筑的动力特性[7-9]。三维有限元模型是一种接近船舶真实结构的计算模型，能够较准确地计算船舶振动特性。但三维有限元方法的计算模型复杂，计算工作量大，不适合在船舶设计初期使用。
作者用挪威船级社(DNV)，日本海事协会(NK)，英国劳氏船级社(LR)和英国船舶研究协会(B.S.R.A)提出的经验公式以及三井造船公司的富田法对23条船上层建筑整体纵向振动固有频率进行计算，并与实测值进行了比较，如图1所示。
由图1可知，各种经验公式的计算结果与实测值有一定的误差，并且各种经验公式的计算结果之间存在较大差异。这是由于上述经验公式中考虑的影响因素较少，未充分考虑上层建筑刚度、质量及其分布，也未考虑上层建筑与主船体之间的连接刚度以及主船体对上层建筑振动特性的耦合影响。有 收稿日期：2011-01-24；修改稿收稿日期：2011-06-18
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