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内容简介

　　《多学科设计优化理论及其在大深度载人潜水器设计中的应用》是一本以大深度载人潜水器设计为背景介绍多学科设计优化理论和可靠性设计理论及其应用的专著。
　　《多学科设计优化理论及其在大深度载人潜水器设计中的应用》以“蛟龙”号深潜器项目为基础，分八章介绍了制造大深度载人潜水器需要的工程系统理论及其应用，对下潜深度达到“蛟龙”号，甚至是超过“蛟龙”号的潜水器设计具有重要的借鉴作用。

内页插图

目录

第1章 绪论
1．1 大型复杂工程系统设计问题概述
1．2 多学科设计优化研究概述
1．3 载人潜水器发展历史概述

第2章 多学科设计优化理论
2．1 多学科设计优化建模
2．2 多学科设计优化方法
2．3 多学科设计优化的关键技术
2．4 优化与可靠性
2．5 多学科设计优化算例

第3章 不确定性理论
3．1 古典概率论
3．2 模糊理论
3．3 凸集理论
3．4 区间理论
3．5 证据理论
3．6 广义概率论

第4章 系统可靠度和可靠性分析
4．1 可靠度
4．2 可靠度分析方法
4．3 模糊可靠度分析简介

第5章 基于可靠性的多学科设计优化
5．1 可靠性设计方法
5．2 基于可靠性的多学科设计优化方法

第6章 载人潜水器设计
6．1 载人潜水器的主要构成
6．2 载人潜水器的设计概述
6．3 载人潜水器的设计基础
6．4 载人潜水器设计的关键技术

第7章 多学科设计优化在载人潜水器设计中的应用
7．1 载人舱可靠性设计
7．2 载人潜水器总体设计优化

参考文献
符号和缩略词清单

前言/序言

　　随着地球上人口的急剧膨胀，陆上资源供应已趋极限，各国都把经济发展的重点转移到海洋。这是因为占地球总面积2/3以上的浩瀚大海里，蕴藏着极其丰富的海水化学资源、海底矿产资源、海洋动力资源和海洋生物资源等，人类将在21世纪全面步人海洋经济时代。海洋开发将形成如海洋油气工业、海洋化学工业、深海采矿业等一批新兴产业。为了更好地开发和利用海洋，必须及时建设我国的深海装备体系，以满足我国对深海矿产资源调查、深海综合调查研究、深海科学研究、海洋资源开发和海洋权益维护等需求。深海装备体系可以包括进行勘查和作业的各类潜水器，如载人潜水器（HOV）、遥控潜水器（ROV）、自治潜水器（AUV）及其复合形式（ARV或HROV）；搭载潜水器进行作业的水面支持母船；进行水下勘查和作业的通用或专用深海作业工具；进行海洋环境长期观测的海底观测站；在真实深海环境条件下能进行科学研究的深海实验室；可用于深海环境观测、科学试验、深海资源开发的大型深海T4作站等。其中，至少各一台的HOV、ROV和AUV以及相关的深海作业工具是深海运载体系的一个最基本的配备。这是因为此三类潜水器各有特点、功能互补，而且在有些情况下它们需要协同怍业，在意外情况下需要相互救援。如果只有单一的潜水器，其使用在功能上受到限制，在工作中存在“使用风险”，会大大地降低某一种潜水器的使用效能和效率。
　　我国从20世纪80年代开始对无人潜水器和载人潜水器开展研究，至2012年具有国际上作业型载人潜水器最大下潜深度的“蛟龙”号载人潜水器的研制成功，终于跻身国际深潜技术发达国家俱乐部，科技部在“十二五”期间立项支持了三台经济实用型的4500米级的ROV、AUV和HOV的研制，目的是消化吸收在“蛟龙”号研制过程中的引进技术，巩固技术基础。“十三五”期间，科技部将全面支持11000米级的全海深载人和无人潜水器的研制，使深海装备技术的发展进入一个黄金时期。
　　为了进一步加快我国载人深潜技术的发展速度，我从2013年3月起在上海海洋大学领导的大力支持下，在国内高校中成立了首个深渊科学与技术研究中心，2014年11月获批“上海深渊科学工程技术研究中心（筹）”，我们招聘技术团队研制由3台万米级着陆器、1台AUV/ROV复合型的无人潜水器和1台3人作业型的载人潜水器以及1条4800吨级的专用科学考察母船组成的深渊科学技术流动实验室，同时招聘一些海洋科学家专攻深渊科学，期望攀登载人深潜技术的高峰，为填补我国的深渊科学空白作出积极的贡献。我们与上海彩虹鱼海洋科技股份公司紧密合作，采用“民间资金+国家支持”的新模式，把整个项目命名为“彩虹鱼挑战深渊极限”。在上海地方政府和社会有识之士的大力支持下，目前整个项目进展顺利！
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