The topic of this diploma thesis is design of a personal submarine for scientific purposes. The main goal is to solve analysed problems, meet the technical requirements, adequate ergonomic solution and morphology for the environment in which the vessel will be employed.

Este trabalho apresenta um modelo de otimização multiobjetivo aplicado ao projeto de concepção de submarinos convencionais (i.e. de propulsão dieselelétrica). Um modelo de síntese que permite a estimativa de pesos, volume, velocidade, carga elétrica e outras características de interesse para a o projeto de concepção é formulado. O modelo de síntese é integrado a um modelo de otimização multiobjetivo baseado em algoritmos genéticos (especificamente, o algoritmo NSGA II). A otimização multiobjetivo consiste na maximização da efetividade militar do submarino e na minimização de seu custo. A efetividade militar do submarino é representada por uma Medida Geral de Efetividade (OMOE) estabelecida por meio do Processo Analítico Hierárquico (AHP). O Custo Básico de Construção (BCC) do submarino é estimado a partir dos seus grupos de peso. Ao fim do processo de otimização, é estabelecida uma Fronteira de Pareto composta por soluções não dominadas. Uma dessas soluções é selecionada para refinamento preliminar e os resultados são discutidos. Subsidiariamente, esta dissertação apresenta discussão sucinta sobre aspectos históricos e operativos relacionados a submarinos, bem como sobre sua metodologia de projeto. Alguns conceitos de Arquitetura Naval, aplicada ao projeto dessas embarcações, são também abordados. / This thesis presents a multi-objective optimization model applied to concept design of conventional submarines (i.e. diesel-electric powered boats). A synthesis model that allows the estimation of weights, volume, speed, electrical load and other design features of interest is formulated. The synthesis model is integrated with a multi-objective optimization model based on genetic algorithms (specifically, the NSGA II algorithm). The multi-objective optimization consists of maximizing the submarine\'s military effectiveness and minimizing its cost. The military effectiveness is represented by an Overall Measure of Effectiveness (OMOE) established via the Analytic Hierarchy Process (AHP). The submarine\'s Basic Construction Cost (BCC) is estimated from its weight groups. At the end of the optimization process, a Pareto Front composed of non-dominated solutions is established. One of these solutions is selected for preliminary refinement and the results are discussed. This work also presents succinct discussion about submarine historical and operational aspects and design methodology. Some Naval Architectural concepts, applied to submarine design, are also discussed.

Este trabalho apresenta um modelo de otimização multiobjetivo aplicado ao projeto de concepção de submarinos convencionais (i.e. de propulsão dieselelétrica). Um modelo de síntese que permite a estimativa de pesos, volume, velocidade, carga elétrica e outras características de interesse para a o projeto de concepção é formulado. O modelo de síntese é integrado a um modelo de otimização multiobjetivo baseado em algoritmos genéticos (especificamente, o algoritmo NSGA II). A otimização multiobjetivo consiste na maximização da efetividade militar do submarino e na minimização de seu custo. A efetividade militar do submarino é representada por uma Medida Geral de Efetividade (OMOE) estabelecida por meio do Processo Analítico Hierárquico (AHP). O Custo Básico de Construção (BCC) do submarino é estimado a partir dos seus grupos de peso. Ao fim do processo de otimização, é estabelecida uma Fronteira de Pareto composta por soluções não dominadas. Uma dessas soluções é selecionada para refinamento preliminar e os resultados são discutidos. Subsidiariamente, esta dissertação apresenta discussão sucinta sobre aspectos históricos e operativos relacionados a submarinos, bem como sobre sua metodologia de projeto. Alguns conceitos de Arquitetura Naval, aplicada ao projeto dessas embarcações, são também abordados. / This thesis presents a multi-objective optimization model applied to concept design of conventional submarines (i.e. diesel-electric powered boats). A synthesis model that allows the estimation of weights, volume, speed, electrical load and other design features of interest is formulated. The synthesis model is integrated with a multi-objective optimization model based on genetic algorithms (specifically, the NSGA II algorithm). The multi-objective optimization consists of maximizing the submarine\'s military effectiveness and minimizing its cost. The military effectiveness is represented by an Overall Measure of Effectiveness (OMOE) established via the Analytic Hierarchy Process (AHP). The submarine\'s Basic Construction Cost (BCC) is estimated from its weight groups. At the end of the optimization process, a Pareto Front composed of non-dominated solutions is established. One of these solutions is selected for preliminary refinement and the results are discussed. This work also presents succinct discussion about submarine historical and operational aspects and design methodology. Some Naval Architectural concepts, applied to submarine design, are also discussed.