Chương 2: Phân loại thuật toán Theo cấu trúc có thể phân loại thuật toán như sau: - Thuật toán không phân nhánh. - Thuật toán có phân nhánh. - Thuật toán theo chu trình có bước lặp xác định. - Thuật toán theo chu trình có bước lặp không xác định. Thuật toán không phân nhánh là thuật toán đơn giản nhất. Trong thực tế thường gặp thuật toán phân nhánh theo các điều kiện so sánh đúng hoặc sai. Phổ biến nhất trong các b ài toán thực tế là thu ật toán gồm nhiều chu trình, theo nhiều nhánh, đó là đặc trưng của thuật toán giải các bài toán khoa học kỹ thuật. 1.3. KHÁI QUÁT VỀ THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU 1.3.1. Các phương pháp thiết kế kết cấu thân tàu  Thiết kế kết cấu thân tàu theo Quy phạm: Quy phạm kết cấu thân tàu tập hợp được những kinh nghiệm trong thiết kế kết cấu, trong chế tạo, sửa chữa và sử dụng. Ngày nay, ki ến thức về cơ học kết cấu ngày càng được mở rộng Quy phạm kết cấu thân tàu càng được hoàn chỉnh. Thiết kế kết cấu theo Quy phạm là phương pháp thiết kế tương đối đơn giản và thực dụng thường đảm bảo được sức bề thân tàu. Phương pháp này được áp dụng rộng r ãi trong thiết kế tàu dân dụng, tuy nhiên đối với tàu có kích thước và tính năng đặc biệt vẫn phải xét riêng. Điều kiện cần thiết để có thể áp dụng phương pháp này là kích thước chính của tàu, tỷ lệ kích thước, các đặc trưng kỹ thuật, loại tàu… n ằm trong phạm vi mà Quy phạm đóng tàu chấp nhận. Hình 1.2: Quy trình thiết kế kết cấu tàu theo Quy phạm.  Thiết kế kết cấu thân tàu theo tính toán lý thuyết: Do hình dáng thân tàu, các loại máy và bố trí trên tàu …không gi ống nhau đặc biệt đối với tàu cỡ lớn, các loại tàu đặc biệt, Quy Tàu mẫu Yêu cầu kỹ thuật của tàu thi ết kế Mặt cắt ngang giữa tàu Độ bền thân tàu Mô hình tính kết cấu Quy phạm Bố chí chung Các kết cấu chính Bố trí kết cấu Kích thước các kết cấu tàu phạm không thể bao gồm tất cả các đặc trưng đó. Do đó phải vận dụng kiến thức và cơ học kết cấu, dùng phương pháp tính toán sức bền để thiết kế kết cấu thân tàu. Theo đà phát triển của khoa học kỹ thuật hiện nay, nhất là nhờ có máy tính điện tử cho phép giải những bài toán lớn, và việc ứng dụng phương pháp tính toán sức bền trong thiết kế kết cấu thân tàu đang ngày một hoàn thiện. Dựa vào tính toán độ bền thân t àu chọn kết cấu chịu được độ bền chung và tải trọng cục bộ. Trước khi thiết kế kết cấu tàu, người thiết kế phải giải đáp các vấn đề liên quan về sức bền thân tàu: - T ải trọng bên ngoài cần để tính sức bền chung và tải trọng cục bộ. - Ứng suất cho phép của vật liệu tạo nên các chi tiết thân. - Điều kiện môi trường và làm việc của kết cấu. Kết quả tính toán phải nêu rõ được giá trị ứng suất lớn nhất trong các kết cấu và tỷ lệ giữa chúng với ứng suất cho phép. Trong tất cả các trường hợp tính toán nhất thiết tính đến ổn định kết cấu nhằm đạt yêu cầu không một chi tiết nào mất ổn định khi làm việc. Ngoài các phép tính thuần túy cơ học trên, độ tin cậy kết cấu là vi ệc không tránh được khi thiết kế kết cấu tàu. Thông thường, bằng cách này người thiết kế có thể chọn được kết cấu vừa đủ bền đồng thời đạt giá trị tối ưu về kinh tế. Tính toán thiết kế kết cấu tàu là quá trình cân nhắc, đối chiếu, so sánh nhằm tìm phương án tốt nhất cho kết cấu, thỏa mãn yêu cầu bền, ổn định phù hợp với môi trường làm việc và điều kiện làm vi ệc. Nhìn chung, đối với tàu dân dụng thông thường dựa vào Quy ph ạm để thiết kế kết cấu thân tàu, khi cần thiết dùng phương pháp tính toán sức bền để nghiệm lại, nhằm bổ sung những chỗ chưa hoàn h ảo của Quy phạm. Quy phạm kết cấu thân tàu tập hợp đựợc những kinh nghiệm trong thiết kế kết cấu, trong chế tạo, trong sửa chữa và sử dụng. Thiết kế kết cấu thân tàu theo Quy phạm là phương pháp thiết kế tương đối đơn giản, thực dụng, thường đảm bảo được sức bền. Phương pháp này cho phép người thiết kế tính chọn toàn bộ kết cấu tàu đang xét mà không cần phải thực hiện mô hình hoá kết cấu hoặc giải những bài toán cơ học kết cấu phức tạp. 1.3.2. Những yêu cầu chủ yếu đối với thiết kế kết cấu thân tàu - Tính an toàn: Thiết kế kết cấu phải đảm bảo dưới tác dụng của ngoại lực, tàu có một sức bền nhất định, tính ổn định và độ cứng cần thiết. Không vì sức bền không đủ hoặc kết cấu mất ổn định mà gây lên s ự phá hủy kết cấu hoặc biến dạng vượt quá phạm vi cho phép. - Tính năng sử dụng: Việc bố trí và lựa chọn kích thước kết cấu phải phù hợp với yêu cầu kinh doanh. Ví như đối với khoang chở hàng đảm bảo kết cấu được bố trí sao cho thuận tiện xếp dỡ h àng, bu ồng ở của hành khách và thuyền viên phải có lối đi thuận tiện và độ cao thích đáng. - Tính hoàn chỉnh: Tàu thủy là một công trình kiến trúc nổi trên m ặt nước bố trí phức tạp, trên tàu có nhiều loại máy móc, thiết bị, dụng cụ sinh hoạt và các hệ thống…Các bộ phận liên kết mật thiết với bố trí kết cấu và việc lựa chọn kích thước kết cấu.Thiết kế kết cấu phải phối hợp chặt chẽ với thiết kế tổng thể và thiết kế các hệ thống tạo nên một cấu trúc hoàn chỉnh, đảm bảo sự hoạt động bình thường của tất cả các bộ phận trên tàu. - Tính công ngh ệ: Việc lựa chọn hình thức kết cấu, hình thức liên k ết các bộ phận kết cấu của thân tàu phải đảm bảo thi công dễ dàng, giảm nhẹ cường độ lao động và nâng cao năng suất lao động. Mặt khác, khi lựa chọn vật liệu phải chú ý đến vật tư có thể khai thác trong nước, giảm bớt quy cách vật liệu một cách thích đáng, tiện cho việc mua, dự trữ vật liệu và quy trình công nghệ của nhà máy. Ph ải căn cứ vào đặc điểm của nhà máy, tình hình thiết bị của nhà máy để chọn phương án công nghệ hợp lý, áp dụng những biện pháp công nghệ tiên tiến. - Tính kinh tế: Trên cơ sở đảm bảo sức bền cần thiết của kết cấu, cân nhắc kỹ đến độ dư ăn mòn của vật liệu, yêu cầu sử dụng và sửa chữa bảo dưỡng…Phải cố gắng giảm nhẹ khối lượng kết cấu, tiết kiệm vật liệu, bố trí và lựa chọn vật liệu thỏa đáng, đảm bảo tính kinh tế cao nhất trong sử dụng kết cấu. 1.3.3. Thực trạng công tác tính toán thiết kế kết cấu thân tàu ở Việt Nam Qua việc tìm hiểu thực tế, chúng tôi nhận thấy vấn đề thiết kết cấu thân tàu ở nước ta hiện nay thường được thực hiện như sau: Từ những thông số hình học của tàu cụ thể như: Chiều dài, chi ều rộng, chiều cao, mớn nước v.v… người thiết kế tiến hành tính toán kích thước các kết cấu thân tàu theo những yêu cầu của Quy phạm Việt Nam, Quy phạm LR, Quy phạm DNV … để xác định giá trị tối thiểu cần phải đạt được trong mọi trường hợp. Từ kết quả kích thước tối thiểu vừa xác định, người thiết kế sẽ tiến hành chọn kích thước thực tế cho kết cấu đang tính, thường là có giá trị lớn hơn so với kết quả tính theo Quy phạm tuỳ theo ý ki ến chủ quan của người thiết kế hoặc theo kết cấu tiêu chuẩn nhằm tạo lượng dự trữ bền mà chưa có cơ sở nào rõ ràng, có nghĩa là lượng dư ấy bao nhiêu là đủ th ì vẫn chưa xác định được. Việc tính toán trên nhằm để kiểm tra lại kích thước, quy cách bố trí kết cấu thỏa mãn theo yêu cầu của các Quy phạm còn toàn b ộ hồ sơ kỹ thuật của phần lớn những con tàu đóng ở nước ta được mua của nước ngoài. V ấn đề đặt ra ở đây là việc lựa chọn kích thước như vậy liệu có dư bền quá không? kết cấu có quá nặng nề v à có kinh tế không? Từ đó nảy sinh vấn đề cần thiết phải phân tích, đánh giá, tìm ra các thu ật toán tính toán thiết kế kết cấu tàu thỏa mãn các yêu c ầu của Quy phạm nhằm đảm bảo cho việc thiết kế kết cấu thân tàu chính xác hơn, đảm bảo kết cấu được tính chọn đủ bền và độ ổn định v à thoả mãn tiêu chuẩn kinh tế - kỹ thuật. . phương pháp thiết kế kết cấu thân tàu  Thiết kế kết cấu thân tàu theo Quy phạm: Quy phạm kết cấu thân tàu tập hợp được những kinh nghiệm trong thiết kế kết cấu, trong chế tạo, sửa chữa và sử dụng chính của tàu, tỷ lệ kích thước, các đặc trưng kỹ thuật, loại tàu n ằm trong phạm vi mà Quy phạm đóng tàu chấp nhận. Hình 1 .2: Quy trình thiết kế kết cấu tàu theo Quy phạm.  Thiết kế kết cấu. thu ật toán tính toán thiết kế kết cấu tàu thỏa mãn các yêu c ầu của Quy phạm nhằm đảm bảo cho việc thiết kế kết cấu thân tàu chính xác hơn, đảm bảo kết cấu được tính chọn đủ bền và độ ổn định v à