浮式生产储油装置(Floating Poduction Sorage and Offloading Unit,简称 FPSO)集多种作业功能和人员居住于一体,是具有高技术、高风险、高投入、高回报和高附加值等特点的综合性海洋工程结构物,是海洋油气开发的主力装备。FPSO的结构不仅关系到其作业的安全性,对于其经济性等诸多方面也有着重要的影响,是FPSO设计中的重要环节之一。本文以某型FPSO的结构为研究对象,主要完成了以下工作:(1)根据总体设计并参考CCS《钢质海船入级规范》与《海上浮式装置入级规范》的要求和相关设计资料,对FPSO主体结构进行了规范设计并基于自主设计的典型横剖面图和基本结构图,建立全船结构的三维模型。(2)参照《海上浮式装置入级规范》的要求,对FPSO作业海域的波浪信息进行了长期预报,得出了设计波信息,运用AQWA-WAVE计算得出了波浪载荷信息。采用ANSYS建立了液货舱三舱段有限元模型并对中间舱进行了 32个工况的屈服和屈曲强度分析。(3)采用ANSYSAPDL语言完成目标液货舱段参数化建模与分析,实现研究对象的建模-加载-求解-结果提取的自动化。利用最优拉丁超立方方法进行设计变量样本点的选取,针对设计变量对于目标函数的主效应进行分析,开展设计变量的降维研究,达到提高设计效率的目的。(4)应用通用优化软件Isight对液货舱段参数化模型进行了集成。基于分区优化思想,将目标液货舱段分成了4个区块,建立了优化的数学模型,以结构重量最轻为目标,以规定工况的屈服和屈曲强度为约束条件,采用多岛遗传算法对4个区块分别进行了优化计算。最后将各个区块的优化结果合并,进行了总体屈服强度校核和各板材的板格屈曲强度校核以验证优化结果。