系泊系统的设计和探究
新型系泊系统的设计方法及其水动力性能分析
新型系泊系统的设计方法及其水动力性能分析一、概述随着海洋资源的日益开发和利用，系泊系统在海洋工程中的应用越来越广泛，其设计优化及性能分析成为海洋工程领域的重要研究内容。
新型系泊系统的设计及其水动力性能分析，对于保障海洋平台、船舶等海洋结构物的安全、稳定与高效运行至关重要。
传统的系泊系统设计往往基于经验公式和简化的力学模型，难以准确反映实际复杂环境下的水动力特性。
随着计算流体力学、结构动力学等学科的快速发展，以及高性能计算机和数值模拟技术的广泛应用，新型系泊系统的设计方法正在向精细化、智能化和集成化方向发展。
本文旨在探讨新型系泊系统的设计方法及其水动力性能分析。
将介绍系泊系统的基本类型和结构特点，以及其在海洋工程中的应用场景。
重点阐述新型系泊系统的设计原则、关键技术和创新点，包括材料选择、结构设计、优化算法等方面。
通过数值模拟和实验研究，分析新型系泊系统在不同海况下的水动力性能，评估其稳定性和可靠性，为实际工程应用提供理论支撑和技术指导。
1. 新型系泊系统的重要性和应用背景随着海洋工程和船舶工业的飞速发展，新型系泊系统在海上工程结构物，特别是风力发电、海洋石油开采、海上货物运输等领域的应用越来越广泛。
系泊系统的主要功能是为海上设施提供安全、稳定的定位，确保其在各种环境条件下都能正常工作。
传统的系泊系统虽然在过去几十年中得到了广泛应用，但在面对极端海洋环境，如大风、大浪、海流和潮汐等复杂因素时，其性能往往受到挑战。
研究和开发新型系泊系统，提高其在极端环境下的性能，对于保障海上设施的安全、提高经济效益、促进海洋工程的持续发展具有重要意义。
新型系泊系统的研究不仅涉及结构设计、材料选择、制造工艺等多个方面，更重要的是要对其水动力性能进行深入分析。
水动力性能是指系泊系统在海洋环境中的受力、变形、振动等特性，它直接决定了系泊系统的稳定性和安全性。
通过对新型系泊系统的水动力性能进行分析，可以预测其在不同海洋环境下的表现，为系统设计和优化提供理论依据。
海上风力发电平台概念设计及系泊系统特性研究
海上风力发电平台概念设计及系泊系统特性研究随着全球能源需求的日益增长以及环境保护的不断加强，清洁能源的开发和利用已经成为全球能源发展的趋势之一。
海上风力发电作为清洁能源发电领域的一种新兴技术，拥有广阔的发展前景和巨大的市场空间。
本文将对海上风力发电平台的概念设计及系泊系统特性进行研究。
一、概念设计风力发电平台头部设计风力发电平台的头部设计是整个平台最重要的部分，因为它将直接影响到发电效率和性能。
文中提出的头部设计方案如下：（1）基于轴流型风轮的多级叶片系统，可以使风轮在弱风和强风情况下都能够高效的工作。
同时，多级叶片系统能够增强平台结构的稳定性和安全性。
（2）头部还必须配备一个完整的控制系统来确保平台在高风速和大浪面前的安全。
该控制系统还可以监测风力发电机的性能，确保整个系统的高效运作。
风力发电平台体部设计体部设计是风力发电平台的另一个重要环节。
以下是文中提出的设计方案：（1）平台主体部分应采用钢铁结构，确保其能够承受海洋环境的高风和大浪。
（2）平台上设有适当数量的风轮和塔，其高度应经过严格计算以确保其尽可能高，从而能够捕捉到更多的风能。
（3）平台主体应该拥有一个高效的钻井系统，可以在需要的时候进行修理和维护。
二、系泊系统特性系泊是确保风力发电平台在恶劣海洋环境下持续稳定的关键。
以下是文中提出的系泊系统特性的简要描述。
（1）系泊系统必须可靠，稳定，其设计应充分考虑到风力发电平台的使用寿命。
（2）钉锚应该是采用桥索、大锚和抗风线的结合，以确保其能够承受恶劣海洋环境下的高强度和高风速。
（3）抗风线和缆绳应该采用高强度和柔软的材料，以确保系泊系统的灵活性和安全性。
同时，弯曲半径应该大于抗风线和缆绳的直径，以避免损坏。
（4）系泊系统应该采用可靠的动态定位技术，以确保平台在风力和海浪的影响下保持稳定。
总之，该文提出了一种适用于海上风力发电平台的概念设计和系泊系统特性研究。
该方案具有高效、可靠和安全等优点，可作为海洋清洁能源领域的重要参考方案。
漂浮式风电共享系泊系统设计与分析
2目录I.研究背景II.研究对象III.多风机-共享系泊系统设计IV.成本效益评估V.结语a.多海况全浪向仿真b.敏感性分析c.断缆工况d.系泊优化研究背景3 p漂浮式风机- 海上风电发展迅速，中国海上风电装机容量全球第一- 应用前景广阔：水深适应性好、开发深远海- 降本增效：成本问题导致竞争力减弱系泊相关成本三峡引领号扶摇号海油观澜号4p 共享系泊（Shared Mooring ）- 概念提出：在相邻的浮式风机之间布置横跨式的共享系泊线- 目的：减少风电场所需系泊线和锚的数量，降低系泊线和锚的材料、 锚的安装勘探等一系列成本，进而降低成本。
风机间横跨式系泊取代部分锚线研究背景多种共享系泊布置型式大型共享系泊风电场设计挑战p共享系泊带来的风机间复杂的耦合效应- 共享系泊非线性悬链线- 刚柔耦合、风机间耦合：非线性结构载荷；数值仿真计算久- 环境复杂：风电场对风场、波浪场的影响，即结构间的干涉影响研究对象p10MW OUCwind半潜式浮式风机Ø建立风机时域一体化分析模型Ø三立柱偏置风机、目标水深50米、3×1系泊布置Ø风浪流耦合：考虑湍流风、不规则波、二阶差频波浪力的时域耦合仿真单个风机系泊布置一体化仿真模型吃水15m干舷11.5m特征长度65m浮筒宽度11m浮筒高度 4.5m立柱直径11m重心高度-3.50m浮心高度-11.13m平台质量2910t排水量14197t设计分析流程梳理7基于10MW OUCwind半潜式风机设计多风机共享系泊系统建立“多风机-共享系泊系统”一体化时域分析模型共享系泊线敏感性分析多海况、全浪向仿真断缆工况模拟系泊优化方案共享系泊成本效益评估梳理总结共享系泊系统的设计分析技术要点8多风机-共享系泊系统设计锚链单位长度重量以50kg/m 左右为间隔进行敏感性分析p 等边三角形布置 - 相邻风机间隔1200米（相隔6-8倍的叶轮直径以上，认为水动力特性保持不变） - 锚线：采用与单风机一致，R3无档锚链，直径185mm- 共享系泊线：采用R3无档锚链进行敏感性分析共享系泊缆直径 [mm]重量 [kg/m]破断载荷[kN]Chain 1871516252Chain 21002008315Chain 31112469650Chain 412229811365Chain 5132********多风机-共享系泊系统布置型式9多海况、全浪向仿真全浪向仿真Hs Tp Uc -m/s m s m/s -海况18.0 2.539.85 1.0工作海况211.4 3.1010.10 1.0工作海况324.0 5.6911.23 1.0工作海况440.09.7712.95 1.0停机p 针对单风机和多风机-共享系泊系统进行多海况、全浪向仿真 - 多风机-共享系泊系统的主控海况与单风机一致，都为极端停机海况（LC4） - 危险工况为60度入射方向的极端停机海况- 相同海况下，共享系泊会造成水平回复刚度的下降10共享系泊缆敏感性分析环境参数：正向入射 LC 2: H s = 3.1m, T p = 10.1s, U c = 1m/s , U wind = 11.4m/s p敏感性分析n 随着共享系泊缆单位质量的增大，共享系泊和锚线的系泊张力也随之增大。
第七章第三节系泊实验
第三节系泊实验船舶系泊实验是按照设计图纸、说明书、规范、规则和建造技术条件检查船体结构、舱室设备的完整性和密闭性；检查船体舾装设备、船舶系统、机械动力设备和管系、电气和电讯装备的完整性和工作靠得住性。
系泊实验是船舶停泊船厂码头边，处于静止的状态下而进行各个工况实验。
由于船舶处于系泊状态，船舶主机、轴系和直接服务于主机的各个辅机、设备和系统均不能显示出在全负荷运转或规定工况下的各类性能。
为了全面地、仔细地检查已建造好的船舶的各个部份的安装质量和各类机械设备运转的灵活性和靠得住性，并肯定船舶处于各类航行工况下的航速、机械功率与推力间的关系；肯定燃油消耗量和续航力，并取得船舶的航海、操纵、回转、惯性、航向稳定性能及适航行性等参数，必需进行航行实验。
对各类专业船舶——拖轮、渔轮、钻井平台、挖泥船等，还应依照各类船舶工作的特点进行各类特性实验。
船舶系泊实验和航行实验是鉴定船舶技术性能、设计和施工质量的必要办法，也是提高船舶设计和制造工作的有效方式；是确认实现建造完备，设备齐全、利用靠得住、质量优良、性能良好、符合建造合同条件的产品必要工序。
船舶系统和动力装置系统的系泊实验是船舶系泊实验极为重要的必不可缺少的组成部份。
下面就其实验目的、要求、方式和通常碰到的一些问题，作一概略介绍。
一、船舶系统的系泊实验船舶系统主如果为了保证船舶的航行性能、船舶安全和知足船上人员日常生活的需要而设置的系统。
这些系统主要包括：舱底水系统、压载水系、消防系统、供水系统、污水泄水系统、空气系统、注入、测深系统、蒸汽凝水系统、空调和机械通风系统……等。
（一）舱底水系统舱底水是由设备、管路的泄漏；甲板、花钢板、舱室的冲洗；舱外进来的舷外水、雨水；各类泄水、凝结水等聚集而成。
通常以机舱内的舱底水为最多。
舱底水系统的作用是迅速而及时地将各舱聚集的舱底水排出舷外。
除此之外，当船舶破损进水时，它还担负着协助抽除进水的任务。
机舱内舱底水有时会含有大量污油，为了避免污染，不能将舱底水直接排至舷外。
新型系泊系统的设计方法及其水动力性能分析
新型系泊系统的设计方法及其水动力性能分析一、本文概述Overview of this article随着海洋资源的不断开发，系泊系统在海洋工程中的应用越来越广泛，如海洋石油开采、海上风力发电、海上船舶停靠等。
然而，传统的系泊系统在设计上往往存在着一些问题，如结构复杂、维护困难、成本高昂等，这些问题限制了系泊系统的应用和发展。
因此，研究和开发新型系泊系统具有重要的现实意义和工程价值。
With the continuous development of marine resources, the application of mooring systems in marine engineering is becoming increasingly widespread, such as offshore oil extraction, offshore wind power generation, and offshore vessel docking. However, traditional mooring systems often have some problems in their design, such as complex structures, difficult maintenance, and high costs, which limit the application and development of mooring systems. Therefore, researching and developing new mooring systems has important practical significance and engineering value.本文旨在探讨新型系泊系统的设计方法及其水动力性能分析。
我们将介绍传统系泊系统存在的问题和不足，引出新型系泊系统设计的必要性和紧迫性。
系泊系统的设计
关词：悬链线方程 遍历求解 静海水系泊系统 动海水系泊系统
一、 问题重述
本题给出一个传统的近浅海观测网的运输节点数据。 该运输节点可分为三个 系统： 浮标系统、 水声通讯系统和系泊系统。 浮标系统为传输节点在水上的部分， 系泊系统为 4 节前后相连接的钢管、装有水声通讯系统的钢桶、悬挂在钢桶末端 的重物球、由普通链环构成的锚链和沉在水底的锚。简化后，浮标系统可看做圆 柱体，其底面直径和高都为 2m，质量为 100kg;钢管也为圆柱体，每节长 1m，地 面直径 0.05m,质量为 10kg；装有水声通讯系统的钢桶也可看作一个高为 1m、底 面直径为 0.3m 的圆柱体，钢桶和水声通讯设备总质量为 100kg。 现给出约束条件： 钢桶倾斜会影响水声通讯设备的工作效果，若钢桶倾斜角 度超过 5 度，则该通讯系统无法正常工作。 问题 1：给出数据：重物球的质量为 1200kg，锚链为每节连环 105mm、单位 长度的质量为 7kg/m 的Ⅱ型锚链，海水深 18m，其密度为 1.025×103kg/m3 。忽 略海水的流力， 求解海面风速分别为 12m/s 和 24m/s 时，四节钢管各自的倾斜角 度、钢桶的倾斜角度、锚链形状、浮标系统的吃水深度和游动区域。 问题 2：在问题 1 的基础上，调节重物球的质量，使得风速为 36m/s 时， ， 锚链的起锚角不超过 16 度，并且钢桶的倾斜角度不超过 5 度。 问题 3：若海深度和海水流动速度、风速都不为定值，而是在一个范围内波 动。分析钢桶、钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域的变化 情况， 并通过确定锚链的型号、 长度和重物球的质量设计不同情况下的系泊系统。
其连接处的水平作用力 F78 ，因此在整个系统平衡状态下，水平方向有 F = F78 。 而 F 又为 h 的函数，所以表示锚链形状的悬链线方程也为 h 的函数。在建立悬链 线方程的过程中，我们也可以求得脱离地面的锚链长度 L 关于 x 函数。在锚链拖 地长度减小为 0 的瞬间状态下，起锚角 为 0 度，锚链除了末端与地面接触，其 他部分全部脱离地面，所以脱离地面的锚链长 L 22.05m ,得到此临界状态下 x 的值和对应的 y 的值。之后可得到 y h
系泊系统的设计 【设计论文】
本文的创新点：主题思想为“一个中心，两个基本点”。即建立一个总的数 学模型，在不同的限制条件下将其衍生为另外两个相似的模型，由于建立总模型 考虑了诸多因素，解法较为精确且一劳永逸。
第二问旨在讨论小球质量对系统性能的影响。将风速 v=36m/s 代入无拖地铁 链模型，解出吃水深度 h=0.770m，钢桶的倾斜角度为 7.995°，大于 5°，锚线 底端的切向角为 17.915°，大于 16°，建立“重力模型”，将无拖地铁链模型中 重物球的重力改为变量 GQ，验证 GQ 与角度的单调性，分别取两个角的临界条 件，代入重力模型解出重物球的临界重力，较大值为 GQ 的下界，再由浮标刚好 浸没解出 GQ 的上界。将 GQ 化为质量，解出1773kg M 5226kg 。
说明 近海风荷载可通过近似公式 F=0.625×Sv2(N)计算，其中 S 为物体在风 向法平面的投影面积(m2)，v 为风速(m/s）。近海水流力可通过近似公式 F=374×Sv2(N)计算，其中 S 为物体在水流速度法平面的投影面积(m2)，v 为水 流速度(m/s）。
附表 锚链型号和参数表
型号
A 题 系泊系统的设计
摘要
本文旨在分析近浅海观测网中系泊系统的设计，即确定锚链的型号、长度和 重物球的质量，使得浮标的吃水深度和游动区域及钢桶的倾斜角度尽可能小。三 个问题使用的模型为“铁链模型”及其在各种限制条件下的模型变形。
第一问旨在分析风速对浮标吃水深度以及锚链状态的影响。针对锚链的拖地， 不拖地状态，在平面直角坐标系中分别建立“拖地铁链模型”和“无拖地铁链模 型”。模型由系统竖直高度等于水深、锚线方程系数与风力的关系、锚线长度等 于 L、锚链上端平衡方程四个主要方程构成。求解时假设锚链状态正常，将风速 代入无拖地铁链模型，若解出参数与假设不符，则代入该参数应该对应的模型（锚 链被拖走的模型见问题二）。经过计算，解出风速在 12m/s 时锚链拖地，拖地长 度 L0=6.822m，吃水深度 h=0.7415m，钢桶的倾斜角度为 0.998°；风速在 24m/s 时锚链底端几乎与水平面相切，略微拖地，拖地长度 L0=0.316m，吃水深度 h=0.749m，钢桶的倾斜角度为 3.811°。
系泊系统的设计和探究
2016年高教社杯全国大学生数学建模竞赛承诺书我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》（以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载）。
我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的，如果引用别人的成果或资料（包括网上资料），必须按照规定的参考文献的表述方式列出，并在正文引用处予以标注。
在网上交流和下载他人的论文是严重违规违纪行为。
我们以中国大学生名誉和诚信郑重承诺，严格遵守竞赛章程和参赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛章程和参赛规则的行为，我们将受到严肃处理。
我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。
我们参赛选择的题号（从A/B/C/D中选择一项填写）：_______________________ 我们的报名参赛队号（12位数字全国统一编号）：___________________________ 参赛学校（完整的学校全称，不含院系名）：________________________________ 参赛队员（打印并签名）：1. ________________________________________2. _____________________________________3. ______________________________________指导教师或指导教师组负责人（打印并签名）：（指导教师签名意味着对参赛队的行为和论文的真实性负责）日期：________ 年—月—日（请勿改动此页内容和格式。
此承诺书打印签名后作为纸质论文的封面，注意电子版论文中不得出现此页。
系泊系统的设计
系泊系统的设计引言系统设计是软件开发中的重要环节，它涉及到对系统的整体架构、模块划分以及数据流向等进行详细规划。
本文将对一个系泊系统的设计进行介绍，包括系统的功能、设计原则以及关键模块的实现细节。
系泊系统的功能系泊系统是用于管理船只的停靠与起锚过程的系统。
其主要功能包括：1.记录船只的进港与启航时间：系统能够记录船只进港与启航的时间，方便管理者了解各个船只的停靠情况。
2.船只管理：系统能够对不同船只进行管理，包括船只的基本信息、停靠记录等。
3.系泊位管理：系统能够管理系泊位的使用情况，包括空闲状态、船只类型限制等。
4.船只调度：系统能够根据船只的进港与启航时间，进行船只的调度，确保系泊位的充分利用。
设计原则在进行系泊系统的设计时，需要遵循以下原则：1.模块化设计：系统应该进行模块化设计，将不同的功能拆分为独立的模块，提高系统的可维护性与可扩展性。
2.数据一致性：系统中的数据应该保持一致性，在进行船只调度等操作时，需要保证系泊位的状态与船只的状态一致。
3.异常处理：系统应该能够处理各种异常情况，如船只进港时间冲突、系泊位已满等情况，给出合理的提示与处理方案。
系泊系统的设计实现数据模型设计在设计系泊系统时，首先需要确定系统的数据模型。
以下是一个简化的数据模型示例：数据模型示例数据模型示例1.船只(Ship)表记录了船只基本信息，包括船只的名称、类型等。
2.系泊位(Berth)表记录了系泊位的基本信息，包括编号、状态等。
3.停靠记录(DockingRecord)表记录了船只的进港与启航时间，以及相关联的船只与系泊位信息。
系统架构设计系泊系统的整体架构可以分为以下几个模块：1.前端界面：负责与用户进行交互，展示船只与系泊位信息并提供相应的操作界面。
2.业务逻辑层：负责处理用户请求，进行船只调度、系泊位管理等操作。
3.数据访问层：负责与数据库进行数据的读写操作。
4.数据库：存储系统的数据。
系泊系统的关键模块实现细节1.船只进港与启航时间记录：当船只进港或启航时，系统会记录相应的时间并更新相关信息。
对于系泊系统设计的一些思考
／ 、 一
－ 蠢 江 瓣 毒 霜 ０ 蕊 ． 缀 — 霸 ｌ 鹱 ： － ｌ １ ＿ 翟
采用静力学进行求解 ， 将 一一 进 行 受力 分 析 ，然 后 列 出其 相 应 的方程 ，运 用 ￣Ｔ Ｌ Ａ Ｂ进 行 编程 计 算 ，得 出 我 们 需 要 的 结 果 。 先 对 浮 标 进 行 受 力 分 析 ，如 图 ２
０ ． ９ ９ ９ ８ ４ ４ ６ ３ 。
从第 一根 钢 管到 钢 筒 对 应 的 ｘ分 别为 ： ０ ． ０ １ ７ １ １ 、
０ ． Ｏ １ ７ ２ ２ 、Ｏ ． ０１ ７ ３１ 、０ ． Ｏ１ ７ ４ ｌ 、Ｏ ． Ｏ１ ７ ６ ３
则锚 链对 于 的 ｙ ： １ ２ ． ２ ６时 ，ｘ ＝ １ ７ 。 ５ 。 所有 总长 Ｘ ＝ Ｏ ． ０ １ ７ ｌ １ ＋ ０ ． ０ １ ７ ２ ２ ＋ ０ ． ０ １ ７ ３ １ ＋ ０ ． ０ １ ７ ４ ｌ
关数 据 。
ｈ ＝０ ． ７ ５ ６ ， ： ３ ． ６ ４ ５ １ 。 ， ＝ ３ ． ６ ６ ５ ４ 。 ， ： ３ ． ６ ８ ６ ９ ． ＝３ ． ７ ０ ７ ８ 。 ， ＝ ３ ． ７ ２ ８ ９ 。 。
每 根钢 管及钢 筒对 应 的高用 公式表 示为 ｈ ＝ ｃ ｏ ｓ ０ １ 从第 一根 钢 管 到钢 筒 对 应 的 高分 别 为：
０ ． ９ ９ ９ ８ ５ ３ ５ ８、 ０ ． ９ ９ ９ ８ ５ｌ ７ ８ 、 ０． ９ ９ ９ ８ ５ ０ ｌ ２ 、 ０ ． ９ ９ ９ ８ ４ ８ ３ ６、
在对 系 泊 系 统进 行 力 学 的计 算 分 析 时 ，我 们 一 般 通 常假 定其 为挠性 结 构 ，不承 受剪 应 力 、弯 力 、 传 递 扭 矩 。我们 采 用静 力法 对模 型 进行 求解 得 到原 始状 态 浮 标 的吃 水深 度为 ０ ． ６ ７ ｍ 。 此 时 对 于锚 链 ，在 系泊 系 统 中 ，属 于 悬 链 线 ，悬 链 线 系泊通 常 忽略 其拉 伸 长度 ，并且缆 绳 重 力远 大于 流 体 作用 力 ，凶而可 以忽 略流 体作用 的影 响 ， 则 根据 在 上 面 的模 型 中 已经 计算 吃水 深度 为 ０ ． ６ ７ ｍ ，则可 以 算 出锚 链在 水 中的 高度 为 ． ＝１ ２ ． ３ ３ ｍ 通过 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ进 行 编 程 计 算 有 ：ｘ ＝ １ ７ ． ２ ７ ｍ ，其 锚 链 的基本 形 态如 图 １：
深水半张紧系泊系统设计研究
深水半张紧系泊系统设计研究深水半张紧系泊系统是悬挂在水上或水下的大型海洋平台或水下设施用于稳固自身位置和维持平衡的关键系统。
在海上工程领域，深水半张紧系泊系统具有重要的作用，特别是在大型油田、风机等深水工程中更是不可或缺。
在深水环境下，波浪、海流、海底地形等各种不确定因素都会对设施的稳定性造成很大的影响，因此，如何设计一套可靠的深水半张紧系泊系统变得尤为重要。
深水半张紧系泊系统的设计应该从以下几个方面进行考虑：首先，要充分考虑深水环境下的不确定因素，如波浪、风力、海流等。
这些因素会影响平台的稳定性和安全性。
为了使深水半张紧系泊系统充分承受这些因素的影响，需要根据海洋环境和设施特性合理选择系泊锚点的数量、位置、材料等，同时考虑系泊锚链的长度和直径等参数。
通过科学的力学计算和后续的实验验证，设计出适合深水环境的半张紧系泊系统。
其次，深水半张紧系泊系统涉及复杂的力学原理，因此需要进行精确的力学计算和分析。
通过现代计算机辅助软件的帮助，可以模拟海洋环境下的各种力学情况，设计出最优的半张紧系泊系统，保证设施的稳定性和安全性。
第三，深水半张紧系泊系统的设计应该充分考虑设施的实际使用情况，包括设施的预期寿命、维护保养和修理成本、以及应急处理和故障排除等问题。
一套完善的深水半张紧系泊系统，不仅需要保证其在设计预期寿命内能够稳定运行，还需要在运行期间进行定期检修和保养，以延长其使用寿命并减少维修成本。
最后，要充分考虑深水环境下的安全问题，尤其是海上工程中的人身安全。
为了保证设施不受到漂浮物的影响，深水半张紧系泊系统需要采用符合相应安全标准的锚链和锚桩，以保证设施的安全性。
总的来说，深水半张紧系泊系统的设计，需要充分考虑海洋环境、复杂的力学原理、设施实际使用情况和安全问题等因素。
通过科学计算和实验验证，设计出适用于深水环境的半张紧系泊系统，可以保证设施的稳定性和安全性，为海上工程提供坚实的支撑。
相关数据的获取和分析是深水半张紧系泊系统设计中的重要步骤之一。
深水作业浮标系泊系统研究与设计 (1)
１ Ｌｌ／ｍ ４００ ４００ Ｄｌ／ｒａｍ ２０ Ｌ２／ｍ ４００ ３００ ０５／ｍｍ ２０ ２０
与第２组第一段链长相同，但第二段伸出比第２组
要长。因此位移会大一些：第３组位移较大是因为其 第二段直径的减少。使得第二段锚链的强度韧性降 低，不能很好的限制住浮标，也就不能很好的控制浮
伸出长度，ｍ
６００ ５５０
［收稿日期】２０１２—０７—０４；【修回日期］２０１２－０７—２０
尤其是对其系泊系统展开研究，对我国深水资源的 开发和利用具有重要意义…。 本文主要根据南海海况为５００ ｍ海洋浮标设 计一套系泊系统。经过浮标选型、总体设计、水动力 分析以及数值模拟系泊方式等研究，验证了当前深 水浮标单点系泊的适用性。并得出若干有益结论，对 后期类似研究工作有一定的参考价值。
时域分析后
３９．２ ７．５７２
２深水浮标系泊系统设计
２．１锚泊布置方式 根据相关参考资料。目前浮标主要采用单点单
位移／ｍ 垂直浪向 锚 受力／ｌ【Ｎ 导缆孔
１１．４２
链Ｓ型顺应式锚泊系统和单点张紧式锚泊系统。前
者主要适用于深水、恶劣的海洋环境条件，整个锚泊 系统包括上端顺应式锚泊线，悬浮浮子，底端张紧式 锚泊线，海底重力基础锚组成；后者主要适用于海况 较为温和的海域。具有系泊浮标水平运动范围小的 特点，整个锚泊系统由张力弹簧，张紧式锚泊线，海 底重力基础锚组成。 利用锚泊分析软件Ａｒｉａｎｅ７对浮标进行锚泊布
万方数据
王小波．等：深水作业浮标系泊系统研究与设计 ¨ ＝宝 ¨ 他
。
置的研究，根据南海海况并考虑到对浮标随波特性 的要求，确定此深水浮标的系泊方式为Ｓ型单点单 链系泊，模拟状态如图４。
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系泊系统的设计
系泊系统的设计针对问题一，首先采用集中质量的多边形近似法对单点系泊系统进行静力学分析，结合单点浮标系统特性，建立单点浮标的静力学模型，并对其算法进行改进，使算法能够迭代修正浮标受到的浮力。
其次通过适当的假设列出平衡方程并求解，得出锚链各节点处张力的递推公式，利用MATLAB软件迭代验证，最后得到了较为准确的结果。
针对问题二，基于问题一建立的模型，得出在题设条件下，浮标系统已不处于最优工作状态，须通过改变重物球来对系统进行调节。
计算出临界条件下重物球的质量，利用MATLAB拟合得到的重物球重力与钢桶倾斜角度之间的关系曲线，得出对重物球进行调整的范围。
针对问题三，首先求得极端环境条件下钢桶倾角仍满足约束条件时候的重物球质量，然后通过合理的假设，在问题一建立的模型基础上，改变算法的迭代约束条件，从而得出不同情况下钢桶、钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域。
关键词：系泊系统；集中质量的多边形近似法；MATLAB；迭代一、问题的重述1.1问题的背景随着各国不断加大对海洋事业的投入以及不断深入对海底观测领域的探索，各海洋研究机构和海洋管理部门都相继建立了符合自身业务需求的海洋观测系统，其中浮标系统、系泊系统和水声通讯系统组成了近浅海观测网的传输节点。
而影响其系泊系统工作效果的因素很多，例如水流力、海风和水深等。
系泊系统的设计问题就是根据这些影响因素确定锚链的型号、长度和重物球的质量，使得系泊系统处于最佳工作状态。
从国家海洋资源战略角度来讲，研究各因素对系泊系统的不同影响显得尤为重要。
1.2问题的提出问题一：将该型传输节点布放在水深18m、海床平坦、海水密度为1.025某103kg/m3的静止海域时，选用II型电焊锚链22.05m，质量为1200kg的重物球，分别计算海面风速为12m/和24m/时钢桶和各节钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域。
问题二：在问题一的假设下，计算海面风速为36m/时钢桶和各节钢管的倾斜角度、锚链形状和浮标的游动区域。
系泊系统的三维动力学分析及实验研究
系泊系统的三维动力学分析及实验研究1. 本文概述在海洋工程领域，系泊系统是确保海洋结构安全稳定运行的关键组成部分。
本文旨在全面分析系泊系统的三维动力学行为，并通过实验研究验证理论分析的准确性和适用性。
本文将介绍系泊系统的基本概念和组成，阐述其在海洋平台、船舶和其他海上设施中的重要性。
随后，将详细讨论影响系泊系统动力学行为的主要因素，包括环境载荷（如风、浪、流）、系泊缆绳的物理特性以及海底地形等。
进一步地，本文将采用先进的数值模拟方法，建立三维动力学模型，对系泊系统在复杂海洋环境下的响应进行预测。
这些模型将考虑非线性效应和多体相互作用，以提高分析结果的精确度。
本文将展示一系列实验研究，旨在通过实际的海洋环境测试和实验室模拟，验证数值模型的有效性。
通过对比实验数据和模拟结果，本文将提出改进系泊系统设计和优化操作策略的建议，以提高海洋工程结构的安全性和可靠性。
本文将为海洋工程师和研究人员提供一个关于系泊系统动力学分析的全面视角，并为未来的研究和实践奠定坚实的基础。
2. 系泊系统概述系泊系统，也称为锚泊系统或泊车系统，是一种广泛应用于海洋工程、港口工程、船舶工程等领域的关键设备。
其主要功能是为海上浮动结构，如船舶、浮式生产储存和卸载装置（FPSO）、海上风力发电平台等，提供稳定和安全的泊位。
系泊系统通常由锚链、锚链张紧器、锚以及与其相连的结构物组成。
系泊系统的设计和分析涉及到复杂的三维动力学问题。
在环境载荷（如风、浪、流）的作用下，浮动结构会产生六自由度（纵荡、横荡、垂荡、纵摇、横摇、艏摇）的运动，而系泊系统需要为这些运动提供足够的阻尼和恢复力，以保持浮动结构的稳定性。
系泊系统还需承受由环境载荷和作业载荷引起的动态和静态张力，这要求系泊系统具有足够的强度和可靠性。
在实验研究方面，系泊系统的性能通常通过模型试验和原型试验来评估。
模型试验是在缩小的比例模型上进行，主要用于研究系泊系统在各种环境条件下的动态响应和张力分布。
系泊系统设计
FW
i
( xi , yi )
B
Fl
五、模型的建立与求解
5.1 问题一模型建立与求解 5.1.1 静力学模型的建立 首先建立单点系泊系统的动力学模型， 需要对实际的系泊系统物理条件做简 化。为了能够进行推导系统的静力学模型，建立直角坐标系。
4
5.1.1.1 坐标系 为了整个系统的运动响应能在同一坐标系下进行描述，避开坐标的转换，本 文定义了 X , Y 两个坐标轴的方向，其中 Y 方向为竖直向上，使之与物理意义上的 重力方向相反，如图 1 所示。
Y
X
图 1 系泊系统动力学坐标系 5.1.1.2 受力分析 系泊系统在水中工作或实施布放时，浮标、钢管、钢桶、锚链以及锚受到的 力始终保持平衡，即合力为零。对浮标、钢管、钢桶和锚链受力分析，列出内部 设备间的作用力关系式。 1.对浮标受力分析 作用在浮标上的力有，钢管的拉力、水面的流动力、重力、浮力和风的流动 力。其中，当水面静止时，水面流动力为零，此处我们考虑静泊系统，所以浮标 受力如图 2 所示。
图 2 浮标受力分析示意图 图中，1 即表示第一根钢管在竖直方向的倾斜角，T1 表示浮标受到钢管的拉
5
力， B 表示浮标所受到浮力和重力的合力， Fw 表示受到的风力。 因为是平衡的，所以浮标在水平和竖直方向的合力均为零，即有：
FW T1 sin 1 B T1 cos 1
其中， hi 表示第 i 段环（或者钢管）或者钢桶的长度。 5.1'' d T1 =T1 cos 1 hg m浮标 g 2 ' 2 T1 T1 s in1 =0.625(1- )hdv
图 4 钢桶受力分析示意图 图中，B6 表示浮力，T5 表示前钢管对钢桶的拉力，T6 表示下锚链对钢桶的拉 力，5， 6 分别表示第 4 根钢管和钢桶在竖直方向的倾斜角, G6 表示重力，G 球 表 示重物球的重力。 因为是平衡的，所以浮标在水平和竖直方向的合力均为零，即有
“系泊系统”资料文集
“系泊系统”资料文集目录一、浅海新型FPSOIQFP多点系泊系统设计研究二、深水定位系泊系统仿真实验研究三、浮式结构物系泊系统时域非线性耦合分析四、FPSO悬式锚腿系泊系统的锚系设计研究五、深海系泊系统模型截断技术研究六、船舶系泊系统的建模仿真与应用研究浅海新型FPSOIQFP多点系泊系统设计研究浅海新型FPSO IQFP多点系泊系统设计研究随着海洋石油工业的不断发展，浮式生产储油轮（FPSO）已成为海洋油气开发的重要设施。
而多点系泊系统作为FPSO的关键组成部分，对于确保其稳定性和安全性具有重要意义。
近年来，一种新型的IQFP 多点系泊系统在浅海FPSO中得到了广泛应用。
本文将对这种新型系统的设计进行深入探讨。
IQFP，即“智能、快速、灵活、可配置”多点系泊系统，是一种新型的系泊技术。
它通过先进的智能化设计和快速的响应特性，实现了对FPSO的精确控制和稳定定位。
与传统多点系泊系统相比，IQFP具有更高的定位精度、更强的抗风浪能力以及更低的能耗。
锚泊定位是多点系泊系统的核心部分。
在IQFP系统中，采用了一种新型的锚型设计，通过优化锚的结构和材料，提高了锚的抓地力和耐久性。
通过先进的定位算法，系统能够实现自动锚泊定位，大大提高了定位精度和效率。
动态分析是多点系泊系统设计的关键环节。
在IQFP系统中，通过建立精确的数学模型，对系统的动态特性进行了深入分析。
同时，利用数值模拟和实验验证相结合的方法，对系统的稳定性、安全性和可靠性进行了全面评估。
控制系统是实现IQFP多点系泊系统智能化和自动化的关键。
在设计中，采用了先进的传感器技术和智能算法，实现了对FPSO的实时监测和精确控制。
同时，通过与船舶自动控制系统（Automatic Dynamic Positioning System）的集成，实现了对FPSO的全面自动化管理。
随着海洋油气开发的不断深入和技术的不断进步，IQFP多点系泊系统在浅海FPSO中的应用前景十分广阔。
系泊系统的设计
系泊系统的设计葛悦琴，钱圳冰，董 林（南京邮电大学 江苏 南京 ２１００４６）［摘 要］文章对系泊系统的稳定性设计问题进行了探讨，主要研究了不同风速下的钢桶、钢管的倾斜角度和锚链形状，浮标吃水深度以及游动区域等物理量的变化情况，以及综合考虑风力、水流力和水深情况下的系泊系统的设计。
［关键词］受力分析；微元法；迭代法；多元目标规划模型［ＤＯＩ］１０ １３９３９／ｊ ｃｎｋｉ ｚｇｓｃ ２０１７ １８ １９３１ 问题分析１ １ 问题一的分析对于问题一，我们利用受力分析法和迭代法建立了如下模型一。
从分析可得，钢桶和重物球的两侧锚链的形状与钢管的部分形状不同，我们一方面由浮标向下分析，另一方面从锚向上分析。
最后通过钢桶和重物球这个系统，将上下两部分的受力情况统一，相应地进行求解。
１ ２ 问题二的分析对于问题二，当风速为３６ｍ／ｓ时，其他条件不变，将其代入问题一的模型一（迭代法模型）中，可得到题目中要求的角度等物理量。
考虑到当风速达到３６ｍ／ｓ时，钢桶的倾角已经超过５°，此时水声通信设备的工作效果不佳，我们建立多目标规划模型，调整重物球的质量，寻找最优解，使钢桶倾角和锚链在锚点的切线与海床的夹角满足题目要求，使通信设备正常工作。
１ ３ 问题三的分析对于问题三，需要考虑部分海域的水深变化，海水速度变化，风速变化等情况下，所设计的系泊系统满足浮标吃水深度和游动区域，以及钢桶的倾斜角度尽可能小的条件。
我们采用效用最大化模型，进行多元分析，先给出各个元素在效用函数中所占比例，然后构造出效用函数，利用Ｍａｔｌａｂ求解得出系泊系统设计的最优解。
２ 模型假设一是假设题目所给的数据真实可靠；二是假设不考虑风浪造成的起伏；三是假设锚链在空间不考虑三维分布。
３ 模型的建立与求解３ １ 模型一的建立与求解３ １ １ 模型一的分析与建立迪杰斯特拉的路径规划算法（迭代法）算法如下：假设浮标的吃水深度为ｈ，则Ｆ风力＝０ ６２５·Ｓ风ｖ风２Ｓ风＝２×（２－ｈ）Ｆ标浮＝ρ海ｇｓ底ｈｓ底＝πｈ用水深ｈ，建立方程组，将拉力大小和角度均用ｈ表达式表示出来，最后通过Ｍａｔｌａｂ便可以解出水深ｈ的大小。
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）系泊系统的设计和探究摘要本文利用牛顿力学定律，力矩平衡原理、非线性规划、循环遍历法等方法对系泊系统进行了设计与探究。
通过对系泊系统各组件和浮标运用牛顿经典力学体系进行分析，得到了各个情况下的钢桶倾斜角度、锚链状态、浮标吃水深度和游动区域。
︒，。
当风对于第二问，求解当海面风速为36m/s时，浮标的吃水深度和游动区域、钢桶以及钢管的倾斜角度和锚链形态。
利用第一问中的力学方程和程序，求得钢桶的倾角为19.5951︒和四节钢管的倾斜角度依次为19.756︒、19.755︒、19.916︒、20.076︒。
浮标的游动区域为以锚在海面上的投影为圆心，半径为18.8828m的圆。
由于部分数据与问题二中钢桶的倾斜角度不超过5︒，锚链在锚点与海床的夹角不超过16︒的要求不符，所以通过调节重物球的质量使钢桶的倾斜角度和锚链在锚点与海床的夹角处在要求的范围之内。
借助MATLAB程序中的循环遍历法，可以求得重物球的质量3770kg。
对于问题三，在设计系泊系统时，必须要使其能在最恶劣的情况下也能使用，故这里只讨论风速为36m/s，海水速度为1.5m/s时的系泊系统各构件的状态。
假设在问题二的情况下，重物球质量为3770kg，海水深度分别为16m和20m的情况下，浮标的吃水深度和游动区域、钢桶以及钢管的倾斜角度和锚链形态。
以钢桶倾斜角度和浮标游动范围为评价指标，运用TOPSIS的方法得出在海水深度为16m，在风速为36m/s，水流速度为1.5m/s时，五种锚链的钢桶倾斜角都为3.8291 ，比较浮标浮动范围得到，V号锚链浮动半径最小为。
600kg，1m，的密封1节。
现由题可知，如果要使该系统正常工作，那么就要使锚链末端和锚链接处的切线方向与海床的夹角不超过16度，否则锚会被拖行，致使节点移位；若钢桶的倾斜角度（钢桶与竖直线的夹角）超过5度，则设备的工作效果较差。
因此为了控制钢桶的倾斜角度，可在钢桶与电焊锚链连接处悬挂重物球。
图1 传输节点示意图（仅为结构模块示意图，未考虑尺寸比例）系泊系统的设计问题就是确定锚链的型号、长度和重物球的质量，使得浮标的吃水深度和游动区域及钢桶的倾斜角度尽可能小。
附表锚链型号和参数表。
问题2 请在问题1的假设下，计算海面风速为36m/s时钢桶和各节钢管的倾斜角度、锚链形状和浮标的游动区域。
并试调节重物球的质量，使得钢桶的倾斜角度不超过5度，锚链在锚点与海床的夹角不超过16度。
问题3 而由于潮汐等因素的影响，布放海域的水深实际介于16m~20m之间。
布放点的海水速度最大可达到1.5m/s、风速最大可达到36m/s。
请给出考虑风力、水流力和水深情况下的系泊系统设计，分析不同情况下钢桶、钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域。
二、问题分析本题是以系泊系统设计为背景的力学分析问题。
2.1 问题一分析和理。
如不合理，运用循环遍历法，逐渐增加重物球的质量，直至得到一个合理的质量。
2.3 问题三分析由于潮汐等因素的影响，布放海域的实测水深介于16m~20m之间。
布放点的海水速度最大可达到1.5m/s、风速最大可达到36m/s。
请给出考虑风力、水流力和水深情况下的系泊系统设计，分析不同情况下钢桶、钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域。
三、模型假设1、海平面与海底平面水平。
2、浮标始终海平面保持垂直状态。
3、在一定时间内，风速和风向恒定。
5.1，水平向右的风力F 风和钢管产生的斜向下的拉力1T 。
其中：2g (/2) F d ρπ=⨯⨯浮 （1）2=0.625F v ⨯⨯风（H-h ） （2）根据牛顿第二定律列出下列方程组11 o s =c F G T α+⨯浮标 （3）11=sin F T α⨯风 （4）化简得：（2i 个2T 管 表由图可知，第一根钢管在竖直方向上受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力，浮标对其有一个斜向上的拉力，第二根钢管对其有一个斜向下的拉力。
根据受力分析平衡列出力学方程组。
竖直方向：i i+1i i+1+T sin =cos F G T αα⨯+⨯管管管管 （7）水平方向：i i+1i i+1cos sin T T αα⨯=⨯管管（8）化简得：()()()()i i i i i+1arctan T sin cos T F G ααα=⨯÷⨯+-管管管管（9）（3其中j β 化简得：j 2sin ()arctan2cos i i i i I iT G F T αβα⨯⨯--=⨯⨯（13）（4）钢桶进行受力分析t F 为钢桶所受浮力，T 管5为第四根钢管对钢桶的拉力，1T 链为第一根锚链对钢桶的拉力，t G 为钢桶自身重力，q G 为重物球的重力。
5α 为T 管5与t F 所成夹角，5ϕ 为1T 链与t G 所成夹角。
图5 钢桶受力分析图通过图5对钢桶进行受力分析得：（5其中θ图6 钢桶力矩平衡分析示意图由于钢桶还符合刚体的力矩平衡，可以列出以下方程：t 5t t t 51sin(-)=()sin 2L T L G F θαθ⨯⨯⨯⨯-⨯管（18）t 1t t t 11sin()=()sin 2L T L G F ϕθθ⨯⨯-⨯⨯-⨯链（19）化简得：5t t 55i 2sin ()arctan2sin T G F T αθα⨯---=⨯管管 （20）（6）锚链受力分析F 链 为锚链所受浮力，G 链 为钢管自身重力，i T 链表示第i-1个钢管对第i 个锚链的拉i 个（7）对链环倾斜角度进行分析由于链环符合刚体的力矩平衡，可以列出以下方程，其中i γ 表示第i 个钢管的倾斜角度，i= 1，2，3，……..210.i i i i i i 1sin()=()cos 2L T L G F ϕγγ⨯⨯-⨯⨯-⨯链链链（25）i i+1i i i 1i i 1sin()=()cos 2T L G F γϕγ+⨯-⨯⨯-⨯链链链（26）图7 链环力矩平衡分析化简得：i i i i i ii 2sin ()arctan2cos T G F T ϕγϕ⨯---=⨯链链链链（27）f F F 浮5α；2，3α，4α（9）（10）以及力矩平衡方程（13）进行求解，得到在风速为12m/s 时，钢管的倾斜角度见表2。
表2（2）计算钢桶的倾斜角度运用MATLAB中的循环遍历法对以钢管的受力分析的方程组（9）（10）进行求解得：将数据代入力矩平衡方程（13）进行化简得钢桶的倾斜角度θ为：18 HL因为4ii0=cosG gL Lα=⨯∑，t5=TL Lβ⨯，210h ii0=cosHL Lϕ=⨯∑；所以H=h+4210i t5h ii0i0cos cosgL L Lαβϕ==⨯+⨯+⨯∑∑由题可知，18H≤，所以利用迭代法可推出当为风速12m/s时，吃水深度h=0.6870m。
（3）锚链的形状根据210个链环之间的角度和已知的链环的长度，运用叠加求和的方法用MATLAB画出其图形。
由图可得当风速为12m/s时，有部分锚链平躺在海床上，其长度为6.7m。
图6 风速为12m/s时锚链形状（4）浮标游动区域的半径可由系泊系统中各个物件在水平方向上的投影求得。
所示2.表3 各项值数据锚链的形状如下图图8 风速为24m/s时锚链形状5.2问题二的模型建立与求解夹角=45.373︒，很显然问题二中钢桶的倾斜角度不超过5度，锚链在锚点与海床的夹角不超过16度的要求不符。
这时就需要改变重物的质量，以调节钢桶的倾斜角度和锚链在锚点与海床的夹角，使两个角度在合理的区间。
这一想法的实现可以通过利用MATLAB中循环遍历法计算出重物球mq的取值为3770kg。
当重物球的质量区3770kg时，运用模型一中程序求得系泊系统中各个物体的状态，据此得到表5：表5︒小于5︒1.，在存此时的状态。
图9 锚链型号 1 图10 锚链型号2图11 锚链型号3 图12 锚链型号4图13 锚链型号5五种不同型号锚链在相同条件下的钢桶倾斜角、锚链在锚点与海床的夹角见表6。
表6由于五种型号的锚链钢桶倾斜角完全相同，所以只需比较浮标游动区域即可，由图表中数据可得应用型号V的锚链时浮标的游动区域最小为18.9175m。
2.海水深度为固定20m时，分析各锚链的形状。
使用问题一建立的模型，当风速为36m/s，海水深为20m，重物球质量为3770kg，在存在水流力的前提下对系泊系统各部分进行受力分析，用MATLAB运算不同型号的锚链在此时的状态图14 锚链型号1 图15 锚链型号2 图16 锚链型号3 图17 锚链型号4图18 锚链型号55.3.2 锚链型号的评价。
1）评价指标的预处理：P 将钢桶的倾斜角度θ和浮标的吃水深度R作为评价指标并得到评价矩阵1因为θ和R同为极小型指标，运用极小型指标向量归一化公式：风速为综合1、2两种情况可知当海水深度较浅时，选用V号锚链，系泊系统工作情况最佳，当海水深度较深时选用IV号锚链系泊系统工作情况最佳。
六模型评价模型优点：1）使用MATLAB清晰地表现出来锚链的形态，浮标的吃水深度，以及系统各部件的倾斜角度，本论文运用图像和表格使整体模型更加清晰明了。
2）分析了在不同海水深度状态下，使用不同锚链时，浮标吃水深度、钢桶倾斜角度以及锚链在锚点与海床的夹角的变化情况。
3）选用锚链时运用较为客观的评选方案，尽可能的避免了主观因素带来的影响。
问题一的模型：clear;clcmq=2200; %重物球的质量n=210; %链环的个数v=12; %风速m=1000; %浮标质量p=1025; %海水的密度g=9.8; %标准重力加速度v0=pi*h; %浮标所排海水体积Ffeng=0.625*s*v^2; %风力大小Ffu=p*g*v0;Gfu=m*g;下一节钢管拉力与竖直平面的夹角Ft(i+1)=Ft(i)*sin(a(i))/sin(a(i+1)); %钢管所受下一节钢管的拉力thital(i)=atan(Ft(i)*sin(a(i))*1/((Fguanfu-Gguan)*0.5+Ft(i)*cos(a(i)))); %钢管与竖直平面的夹角end%钢桶的受力分析Vt=0.15^2*pi; %钢桶的体积Vq=mq/7900; %重物球的体积钢桶钢%锚链mm=0.735; %每节链环的质量roum=7900; %锚链所用钢的密度7900kg/m*3Vm=mm/roum; %每节链环的体积Fmfu=p*g*Vm; %每节链环所受的浮力Gm=mm*g; %每节链环所受的重力Lm=0.105; %每节链环的长度%链环;%链环与竖直线的夹角if thita2(i)<0thita2(i)=thita2(i)+pi;endendH=h+sum(cos(thital))+Lm*sum(cos(thita2))+cos(beta); %总高度 if abs(H-18)<minminh=h; %浮标的吃水深度xx1(t)=minthita2;xx2=xx1(211-t);y=cumsum(Lm*cos(xx2));x=cumsum(Lm*sin(xx2));for t=1:1:210;if y(t)<0;x(t)=x(t);y(t)=0;lbeta=[];min=inf;for mq=1200:10:4000; minh=0;minH=0;minteba=0;minthital=zeros(1,4);minthita2=zeros(1,n)+pi/2;夹角s=4-2*h; %浮标受风面积v=36; %风速 m=1000; %浮标质量p=1025; %海水的密度g=9.8; %标准重力加速度v0=pi*h; %浮标所排海水体积Ffeng=0.625*s*v^2; %风力大小Ffu=p*g*v0;a(i+1)=atan((Ft(i)*sin(a(i)))/(Ft(i)*cos(a(i))+Fguanfu-Gguan)); %钢管所受下一节钢管拉力与竖直平面的夹 Ft(i+1)=Ft(i)*sin(a(i))/sin(a(i+1)); %钢管所受下一节钢管的拉力thital(i)=atan(Ft(i)*sin(a(i))*1/((Fguanfu-Gguan)*0.5+Ft(i)*cos(a(i)))); %钢管与竖直平面的夹角endVt=0.15^2*pi; %钢桶的体积Vq=mq/7900; %重物球的体积Gt=100*g;钢桶钢桶roum=7900; %锚链所用钢的密度7900kg/m*3Vm=mm/roum; %每节链环的体积Fmfu=p*g*Vm; %每节链环所受的浮力Gm=mm*g; %每节链环所受的重力Lm=0.105; %每节链环的长度for i=1:ngama(i+1)=atan(Ft2(i)*sin(gama(i))/(Ft2(i)*cos(gama(i))+Fmfu-Gm)); %链环所受下一节链环拉力与竖直平面的夹角if gama(i+1)<0endH=h+sum(cos(thital))+Lm*sum(cos(thita2))+cos(beta); %总高度if abs(H-18)<minminh=h; %浮标的吃水深度min=abs(H-18);minH=H;minthial=thital;minthita2=thita2;endif abs(minH-18)>0.2; continueendlmq=[lmq mq];lh=[lh minh];lbeta=[lbeta minbeta];endFt2=zeros(1,n+1); %链环所受的力gama=zeros(1,n+1); %链环之间的力与竖直平面的角度thita2=zeros(1,n)+pi/2; %链环与竖直平面的夹s=4-2*h; %浮标受风面积v=36; %风速m=1000; %浮标质量p=1025; %海水的密度g=9.8; %标准重力加速度a(1)=atan((Ffeng+Fw1)/(Ffu-Gfu));Ft(1)=sqrt((Ffeng+Fw1)^2+(Ffu-Gfu)^2); %钢管Vguan=pi*0.025^2;Gguan=10*g;Fguanfu=p*g*Vguan;sw2=0.05*1;Fw2=374*sw2*vw^2for i=1:4Vq=mq/7900; %重物球的体积Gt=100*g;Gq=mq*g;Ftfu=p*g*Vt;Fqfu=p*g*Vq;sw3=0.3*1;fw3=374*sw3*vw^2Fmfu=p*g*Vm; %每节链环所受的浮力Gm=mm*g; Lm=0.078; %每节链环的长度sw4=0.078*sqrt(Vm/(pi*0.078))fw4=374*sw4*vw^2for i=1:ngama(i+1)=atan((Ft2(i)*sin(gama(i))+fw4)/(Ft2(i)*cos(gama(i))+Fmfu-Gm)); %链环所受下一节链环拉力与竖直平面的夹角thita2(i)=thita2(i)+pi;endendH=h+sum(cos(thital))+Lm*sum(cos(thita2))+cos(beta); %总高度if abs(H-16)<minminh=h; %浮标的吃水深度 min=abs(H-16); %逐次逼近xx2=xx1(284-t);y=cumsum(Lm*cos(xx2));x=cumsum(Lm*sin(xx2));for t=1:1:283;if y(t)<0;x(t)=x(t);y(t)=0;endb=(1./a(1,:));c=sum(b.^2);d=b/sqrt(c); %归一化矩阵e=(1./a(2,:));f=sum(e.^2);g=e/sqrt(f);m=0.4379-g;n=0.3607-d;o=sqrt(m.^2+n.^2);。