Trong xu thế hàng hải hiện đại và an toàn, mô phỏng hàng hải đóng vai trò quan trọng đối với các nghiên cứu về an toàn giao thông hàng hải và đào tạo thuyền viên. Hiện nay, các cơ sở đào tạo và nghiên cứu về mô phỏng hàng hải của Việt Nam đang dần chuyển từ việc mua các hệ thống mô phỏng sẵn có của nước ngoài với giá thành cao hàng triệu USD sang tự nghiên cứu xây dựng các hệ thống này, với mục đích làm chủ công nghệ và tiết giảm chi phí. Thực tế, trong quá trình xây dựng thuật toán và lập trình mô phỏng của một số hệ thống mô phỏng hàng hải trong nước, kết quả dự đoán quỹ đạo tàu thường sai khác nhiều so với kết quả thực nghiệm và người lập trình mô phỏng không thể giảm được triệt để sự sai khác này do không can thiệp được tới giá trị các hệ số thủy động lực học tàu hoặc không tính toán đầy đủ các lực gây nhiễu của môi trường. Do đó, hệ thống mô phỏng chỉ đáp ứng yêu cầu ở mức độ cơ bản, chưa đủ độ tin cậy để đáp ứng các ứng dụng đòi hỏi độ chỉnh xác cao như dự đoán quỹ đạo trong luồng hẹp, cảnh bảo đâm va, căn chỉnh chính xác quỹ đạo tàu khi thi công các công trình biển xa bờ, ...

Vì vậy, với điều kiện về con người và thiết bị ở Việt Nam, để tiếp tục tiến tới làm chủ lĩnh vực mô phỏng hàng hải và mở rộng cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao, cần thiết phải nghiên cứu nâng cao độ chính xác kết quả mô phỏng dự đoán quỹ đạo tàu. Một trong những hướng nghiên cứu là nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật tối ưu hóa trong mô phỏng hàng hải.

Đối tượng nghiên cứu: Cuốn sách tập trung vào các vẩn đề về mô hình hóa và lập trình mô phỏng chuyển động của tàu; Các thuật toán tối ưu hóa; Các hàm mục tiêu thể hiện sự sai khác giữa kết quả mô phỏng và kết quả thực nghỉệm; Phương pháp tính toán và phân tích độ nhạy của các hệ sô thủy động lực học của tàu; Các thuật toán tối ưu hóa để làm giảm tối đa giả trị các hàm mục tiêu; Kiểm nghiệm kết quả tính toán bằng dữ liệu thực nghiệm thu thập được của một số phép thử tàu trên biển.

Phạm vi nghiên cứu bao gồm: Mô hình hóa chuyển động của tàu trên mặt nước với 3 bậc tự do, tương ứng 3 thành phần chuyển động: thẳng (surge), dạt ngang (sway) và xoay - đảo mũi (yaw); Kỹ thuật tối ưu hóa: xây dựng hàm đơn mục tiêu (Single Objective), áp dụng một số phương pháp phù hợp với mô hình toán và hệ phương trình vi phân chuyển động tàu; Lập trình mô phỏng chuyển động tàu, thu thập sổ liệu thực nghiệm và lập trình tối ưu hóa cho một số phép thử điều động cơ bản và thông dụng; ứng dụng ngôn ngữ lập trình Matlab, kết hợp với tính năng nhập liệu trong Matlab thông qua phần mềm Micrsoft Excel.

Sách chuyên khảo “Ứng dụng kỹ thuật tối ưu hóa trong mô phỏng hàng hải ” là sự tổng hợp có hệ thống các kết quả nghiên cứu đã công bố trên các tạp chí khoa học chuyên ngành uy tín trong nước và quốc tế (trong danh mục ISI, Scopus), được kết cẩu thành 6 chương như sau:

Chương 1. Tổng quan về mô phỏng hàng hải;

Chương 2. Tổng quan về kỹ thuật tối ưu hóa;

Chương 3. Lập trình mô phỏng chuyển động tàu;

Chương 4. Hàm mục tiêu và kỹ thuật phân tích độ nhạy trong tối ưu hóa mô phỏng chuyển động tàu;

Chương 5. Lập trình ứng dụng thuật toán tối ưu hóa mô phỏng chuyển động tàu;

Chương 6. Kết quả lập trình mô phỏng chuyển động tàu và tối ưu hóa mô phỏng chuyên động tàu.

Sách có giả trị sử dụng hữu ích đổi với các nhà khoa học, các chuyên gia, các giảng viên, nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên đại học các chuyên ngành Khoa học hàng hải và Bảo đảm an toàn hàng hải, cụ thể: Cung cấp nền tảng lý thuyết, công cụ lập trình và kêt quả tham khảo phục vụ nghiên cứu khoa học và đào tạo cho các trường đại học và cơ sở nghiên cứu về mô phỏng hàng hải; Tiếp cận hướng ứng dụng mới về kỹ thuật tối ưu hóa; Phát triển và nâng cao độ tin cậy của các hệ thống mô phỏng hàng hải; Là một trong những tiền đề quan trọng góp phần hướng tới làm chủ công nghệ mô phỏng hàng hải của các nhà khoa học Việt Nam.