国家海洋经济规划多次明确提出要重点发展海洋旅游业,海洋旅游业是中国未来海洋经济发展新的增长点。观光潜艇作为具有“新、奇、特”特点的水下旅游项目,近年来在国内外得到迅速发展,但是国内的观光潜艇目前主要停留在建造方面,对潜艇的设计和优化研究较少。本文从观光潜艇总体设计出发,对其进行了多方面的研究,主要工作内容如下:(1)根据设计任务,通过对设计指标的分析,完成观光潜艇的布置分析、总布置设计、性能估算和总布置图绘制。由于观光潜艇各分系统对总布置设计和性能估算有较大的影响,因此本文对潜艇各分系统进行了具体分析和设计,从而完成观光潜艇的总体设计。(2)对观光潜艇的耐压结构进行设计和强度校核,借助于Python程序设计语言对Abaqus有限元软件进行二次开发,采用最优拉丁超立方设计选择样本设计实验,使用Abaqus对样本点进行分析,进一步建立相应的近似模型,然后采用改进的非支配排序遗传算法对近似模型求解得耐压结构优化设计的结果。(3)对观光潜艇的主体布局进行优化,降低观光潜艇在深水中航行阻力。使用STAR-CCM+对观光潜艇主体进行建模,借助Java语言对STAR-CCM+二次开发,通过试验设计选择样本设计实验,根据样本点建立参数与响应目标的多元函数关系,利用模拟退火算法、非线性二次规划法和改进的可行方向法分别对多元函数求解,得出最优的总体布局设计。(4)采用FMEA故障模式与影响分析方法,基于FAT和RPN对潜艇各系统进行风险评估和分析,并给出改进措施和建议。