系泊分析
两点系泊系统系泊力影响因素分析
由于受 到系泊系统 中最大系 泊力 的限制 ， 应尽 量减 小 预张力 ， 主要 由船 艏 端锚 链 自重 提 供 ， 论 计算 时 取 理 ５ｋ Ｎ的预 张力 。系 泊 系统 总体 布置 确 定后 ， 绳 的 缆 长度也基本 确定 ， 还需要根据输 油 条件及 油轮最 大 但
横 荡 位 移 进 行 调 整 ， 后 确 定 缆 绳 长 度 为 ６ 最 ５ｍ。 此 外 ， 于 海 况 条 件 的 复 杂 性 ， 油 外 输 程 序 的 由 原
４４ １
中 国 海 上 油 气
３ 设 计 应 用
目前 两 点 系 泊 系 统 已 成 功 应 用 于 渤 海 Ｂ ３２油 Ｚ—
预 张 力 时 应 考 虑 对 这 ２个 方 面 的 影 响 ； 绳 长 度 的 缆
选 择应 根据 系泊 力 的控 制 目标 值 、 总体 布 置 情 况 及 输 油 软管 的承受 能力 综合 选取 ； 理选择 设计 条件 ， 合 合 理制 定操 作条 件 ， 原 油 外 输作 业 率 提 高 具 有 重 对 大意 义 ， 作业 条件 选择 时 ， 尽 量运用 有利 的环 境 在 应 条 件 。 目前 两 点系泊 系 统在 实际应 用 中也 出现 了一 些 问题 ， 后有 待进 一步 改善 ， 系泊 系统 承受横 向 今 如
（ ｆ ｈ ｒ ＺＥｎ ｉ ｅｒｎ ｏ Ｏｆ ｓ ｏ ｅ０ ｇ ｎ ｅ ｉｇ Ｃ ．，Ｌｔ ．，ＣＮ（ Ｃ， ｄ ． Ｋ）
Ｔｉ ｉ ａｎ ｎ，３０ ５２） ０４
Ａｂ ｔ ａ ｔ： Ａｃ ｏ ｄｉ ｇ ｏ ｎ ｓｒ ｃ ｃ ｒ ｎ ｔ ａ ｏｉ ｉｌ ｄ ｖ ｌ ｐｍｅ ｔ ｌ ｅｄ ｅ ｅｏ ｆ ｎ
Ｋ ｅ ｒ ：ｔ ｏ ｙ ｗｏ ｄｓ ｗ ｐｏ ｎ ｓ ｉ ｔ ｍ ｏｏ ｉ ｓ ｓ ｅ ； ｍ ｏ ｒｎｇ ｒｎｇ ｙ ｔ ｍ ｏ ｉ
海洋平台系泊数值分析基本理论及计算方法
海洋平台系泊数值分析基本理论及计算方法本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！海洋平台系泊数值分析基本理论及计算方法通常认为，船舶码头系泊的主要因素可以看作以下几个部分：码头、护舷、系泊缆、系泊结构物（船舶或者平台）、环境载荷。
以上几个因素相互影响，相互作用，最终决定系泊的结果。
当前系泊状态主要受到风、浪、流三种载荷，按照静力计算方式或者采用经验公式可以对风、流载荷进行估算和确定，但是波浪力比较特殊，是其中唯一的动载荷，码头系泊的动态船舶运动特性可以看作波浪与结构物的相互作用。
波浪力在早期的研究中往往简化为平均波浪力或者等效波浪力，在考虑风载荷和流载荷的叠加后，大多采用静态、准静态方法进行实际的缆绳受力、护舷受力计算，并没有考虑到波浪的动态属性。
系泊缆绳的张力计算需要遵循一定的计算准则，在上个世纪80年代左右，chemjawski、Michaell就已经提出了一种解析方法来求解计算船舶系泊缆张力。
求解的方法有以下几个重要步骤：1）通过计算确定设定的方向船舶承受的风、流和等效静波浪力；2）计算求得由船舶横摇、纵摇、垂荡运动引发的垂直方向静回复力；3）用系泊揽本身属性如长度、横截面积、方向角度、弹性模量（非线性）等属性作为基础计算求出系泊缆绳的刚度矩阵；4）最后一步，求出整个系泊系统的总的刚度矩阵，采取提高载荷大小的方式进行迭代计算从而求得每个缆绳的张力值。
2 三维势流理论在早期的码头系泊计算时往往采用静力或者准静力的计算方法，后来理论发展，计算方式大多采用频域或者时域分析方法。
静力或准静力分析方法仅适用与水域状况较好、系泊船舶等运动不大的情况，由此得出系泊缆绳、护舷受力和系泊物体的运动。
时域方法结合三维势流理论、脉冲响应原理、缆绳护舷的非线性很好的解决了各种情况下系泊物体的码头系泊问题。
为了适应实际工程问题，三维势流理论针对流体的性质进行了相应的简化，假设流体为无粘性、无旋、均匀的且不可压缩的理想流体。
大型集装箱船港口系泊分析
中国水运 China Water Transport
Vol.19 August
No.8 2019
大型集装箱船港口系泊分析
尹伟光
（上海华润大东船务工程有限公司，上海 202155）
摘 要：随着集装箱吨位和装载箱数的不断上升，对大型集装箱船港口系泊的研究显得尤为迫切。考虑风、浪、流
联合作用的环境条件，运用基于势流理论的 AQWA 软件对停靠港口船舶的系泊系统进行建模。调用 Hydrodynamic
Diffraction 和 Hydrodynamic Response 两个模块，在设定相关的参数和条件后，计算得到该停靠船舶在极端工
况下的船体时域运动响应情况和每根缆绳的系泊张力大小。由计算结果可知，当风、浪、流的速度和方向不同时，
图 2 AQWA 软件模块之间的相互关系 二、系泊船舶的主要参数和港口环境条件 1．船舶的主要参数 本文计算的集装箱船舶，装货量为 10,000 箱左右，其 主尺度为：总长 356.0m；垂线间长 335.0m；船宽 52m； 型深 29.6m；满载排水量为 132,400t。 2．港口的环境条件参数 本文系泊港口的环境条件如表 1 所示。
的波浪方向，可获知各种海况下相应的最大值。如表 2 所示。 表 2 不同工况下系泊缆绳的最大张力值
系泊缆绳
最大张力（kN）
安全系数
①
418.7
3.2
②
422.1
3.2
③
525.7
2.6
④
527.3
2.6
⑤
529.3
2.6
⑥
686.3
2.0
⑦
708.0
1.9
应用文-海洋平台系泊数值分析基本理论及计算方法
海洋平台系泊数值分析基本理论及计算方法'海洋平台系泊数值分析基本理论及计算方法通常认为，船舶码头系泊的主要因素可以看作以下几个部分：码头、护舷、系泊缆、系泊结构物（船舶或者平台）、载荷。
以上几个因素相互影响，相互作用，最终决定系泊的结果。
当前系泊状态主要受到风、浪、流三种载荷，按照静力计算方式或者采用公式可以对风、流载荷进行估算和确定，但是波浪力比较特殊，是其中唯一的动载荷，码头系泊的动态船舶运动特性可以看作波浪与结构物的相互作用。
波浪力在早期的研究中往往简化为平均波浪力或者等效波浪力，在考虑风载荷和流载荷的叠加后，大多采用静态、准静态方法进行实际的缆绳受力、护舷受力计算，并没有考虑到波浪的动态属性。
系泊缆绳的张力计算需要遵循一定的计算准则，在上个世纪80年代左右，chemjawski、Michaell就已经提出了一种解析方法来求解计算船舶系泊缆张力。
求解的方法有以下几个重要步骤：1）通过计算确定设定的方向船舶承受的风、流和等效静波浪力；2）计算求得由船舶横摇、纵摇、垂荡运动引发的垂直方向静回复力；3）用系泊揽本身属性如长度、横截面积、方向角度、弹性模量（非线性）等属性作为基础计算求出系泊缆绳的刚度矩阵；4）最后一步，求出整个系泊系统的总的刚度矩阵，采取提高载荷大小的方式进行迭代计算从而求得每个缆绳的张力值。
2 三维势流理论在早期的码头系泊计算时往往采用静力或者准静力的计算方法，后来理论，计算方式大多采用频域或者时域分析方法。
静力或准静力分析方法仅适用与水域状况较好、系泊船舶等运动不大的情况，由此得出系泊缆绳、护舷受力和系泊物体的运动。
时域方法结合三维势流理论、脉冲响应原理、缆绳护舷的非线性很好的解决了各种情况下系泊物体的码头系泊问题。
为了适应实际工程问题，三维势流理论针对流体的性质进行了相应的简化，假设流体为无粘性、无旋、均匀的且不可压缩的理想流体。
之所以这样简化是因为：l）波浪的波幅和系泊浮体相比量级很小，绕射作用明显大于粘性影响，所以忽略粘性；2）对于理想流体而言，初始运动无旋，之后任意时刻运动均无旋，无旋假定合理；3）流体本身的密度几乎不发生变化，水密度假设为均匀和不可压缩也是合理的。
FPSO单点系泊系统的安全性分析
FPSO单点系泊系统的安全性分析FPSO（Floating Production, Storage, and Offloading）单点系泊系统是一种将海上石油和天然气生产设备与储存设备相结合的船舶。
该系统采用单点系泊方式，通过系泊系统将FPSO固定在海底，以便进行石油和天然气的生产和储存。
然而，由于工作环境的复杂性，FPSO单点系泊系统的安全性问题也备受关注。
本文将对FPSO单点系泊系统的安全性进行分析。
首先，单点系泊系统的安全性主要受到以下几个方面的影响：天气条件、设备设计和战舰安全性。
天气条件是FPSO在海上运行期间最重要的安全因素之一。
恶劣的天气条件，如风暴和海浪，可能会对系泊系统造成巨大的冲击力和压力，增加系泊系统的风险。
因此，在设计单点系泊系统时，必须考虑到不同环境条件下系统的安全性。
此外，设计和制造设备的安全性也对系统的可靠性和安全性具有重要影响。
采用高品质和可靠性的设备将减少系统的故障概率，并提高系统的安全性。
最后，船舶的安全性也是决定FPSO单点系泊系统安全性的关键因素之一。
合适的船体结构和稳定性设计可以增加FPSO的稳定性和安全性。
其次，FPSO单点系泊系统可能面临的安全风险主要包括泊位失效、系统损坏和环境污染。
泊位失效是指系泊系统无法固定FPSO在海底，导致船舶的流失。
这种情况可能是由于恶劣天气、接触到障碍物或设备故障等原因导致。
因此，必须对FPSO单点系泊系统进行充分的可靠性分析和设计，以确保系统可以在恶劣条件下保持功能。
系统损坏是指FPSO单点系泊系统中的设备或组件出现故障或损坏，可能导致系统的不稳定和危险。
为了减少系统损坏的风险，必须定期进行设备维护和检修。
此外，环境污染也是FPSO单点系泊系统需要关注的问题之一。
由于在FPSO上进行石油和天然气的生产和储存，系统中可能发生泄漏或溢油事件，导致海洋环境的污染。
因此，必须采取适当的措施来减少这些风险，例如安装泄漏检测设备和应急响应系统。
系泊系统动力分析
系泊系统动力分析引言系泊系统是一种用于约束和定位海洋工程结构物的系统，它在海洋工程领域中具有重要的作用。
系泊系统的稳定性直接关系到海洋工程设施的安全性和可靠性。
为了提高系泊系统的稳定性，需要对系泊系统进行动力分析。
本文将介绍系泊系统动力分析的方法和步骤，并讨论其应用。
动力分析系泊系统动力分析主要包括以下几个步骤：1、建立系统模型首先需要建立系泊系统的数学模型，该模型需要考虑系泊系统的各个组成部分及其相互之间的力学关系。
通常，系泊系统由基础结构、系泊线和海洋环境因素等组成。
在建立模型时，需要对这些组成部分进行合理的简化和假设，以便能够更准确地描述系泊系统的行为。
2、分析系统阻力在建立系泊系统模型后，需要分析系泊系统所受到的阻力。
阻力主要包括水流阻力、风阻力、浪涌阻力和海生物阻力等。
这些阻力会对系泊线的受力产生影响，从而影响系泊系统的稳定性。
因此，在动力分析中需要对这些阻力进行仔细的分析和计算。
3、计算系统势能系泊系统的势能主要包括基础结构的重力势能和系泊线的拉伸势能等。
计算系泊系统的势能可以了解系统在受到外部扰动时的稳定性和安全性。
在计算势能时，需要确定各个组成部分的质量和重心位置，并根据力学关系计算出势能值。
结果与讨论通过系泊系统动力分析，可以得到以下几个方面的结果：1、系泊系统的阻力和势能分布：分析结果表明，系泊系统的阻力和势能分布受到海洋环境因素和系泊线设计的影响。
在某些情况下，系泊线的阻力可以占到整个系统阻力的主导地位，因此需要对系泊线的设计进行优化。
2、系统稳定性分析：通过计算系泊系统的势能，可以了解系统在受到外部扰动时的稳定性。
当系统的势能较低时，系统具有较高的稳定性，受到外部扰动后容易恢复到平衡状态。
反之，当系统的势能较高时，系统稳定性较差，受到外部扰动后容易失稳。
3、影响因素分析：系泊系统的动力分析还表明，海洋环境因素对系泊系统的稳定性和安全性有重要影响。
例如，在极端海况下，系泊系统的稳定性会受到较大的影响，因此需要对系泊系统的设计进行相应的优化和改进。
系泊系统的时域仿真及其非线性动力学特性分析
2、时域非线性计算分析的常用 方法
在时域非线性计算分析中，常用的方法包括有限元法、有限差分法、边界元法 和时域有限差分法等。对于系泊系统的分析，有限元法和时域有限差分法较为 常用。
有限元法是一种将连续体离散化为若干个离散单元的分析方法，通过单元的组 合模拟整个系统的行为。该方法在系泊系统的动态特性分析中具有广泛应用， 如船舶与海洋平台耦合振动的数值模拟等。
在时域仿真过程中，还需要注意非线性动力学的相关技术。非线性动力学是研 究复杂系统行为的重要工具，其中常用的技术包括混沌理论、分岔分析、幂律 模型等。在系泊系统的时域仿真中，非线性动力学的相关技术可以用于分析系 泊系统的复杂行为和失稳现象，为系泊系统的设计和优化提供依据。
系泊系统特性分析
系泊系统的特性包括静态特性、动态特性和非线性特性等。其中，静态特性是 指系泊系统在静力条件下的特性，如系泊缆索的张力、系统的平衡位置等；动 态特性是指系泊系统在动力条件下的特性，如振动频率、阻尼比等；非线性特 性是指系泊系统在受力条件改变时的特性，如混沌现象、分岔行为等。
应用举例
以某深海浮式结构物系泊系统为例，非线性时域分析方法可以应用于以下方面：
1、运动响应分析：通过时域分析方法，可以获得浮式结构物和系泊系统的运 动响应，包括位移、速度和加速度等指标，为结构设计提供依据。
2、碰撞检测与缓解：非线性分析方法可以应用于碰撞检测和缓解方面。通过 对浮式结构物和系泊系统之系统的损害。
总之，时域非线性计算分析对于系泊系统的动态特性研究具有重要的应用价值 和前景。未来研究方向可以包括以下几个方面：1）研究更加高效和精确的数 值计算方法；2）考虑多物理场耦合对系泊系统的影响；3）研究新型材料和结 构在系泊系统中的应用；4）加强系泊系统的监测和故障诊断技术的研究。通 过对这些方向的研究，可以进一步提高系泊系统的安全性和可靠性，为海洋工 程领域的发展做出更大的贡献。
船舶系泊试验内容
船舶系泊试验内容
船舶系泊试验是指对船舶系泊性能进行实验和测试的过程。
主要内容包括以下几个方面：
1. 器材准备：包括船舶拖曳绳索、锚索、船锚、系泊浮标等器材的选择和准备，确保试验的安全和可靠性。
2. 环境测量：测量和记录试验现场的环境参数，包括风速、风向、海浪高度、波浪周期等，以便于后续的分析和评估。
3. 系泊方案设计：根据试验要求和船舶特性，设计合理的系泊方案，包括锚点的选择和相应的绳索配置。
4. 船舶系泊操作：通过拖曳绳索、锚索等将船舶牢固地系泊在指定的位置，确保船舶的稳定和安全。
5. 系泊力测量：使用力传感器等设备测量船舶系泊过程中受到的各个方向的力和力矩，以评估船舶的稳定性和系泊系统的可靠性。
6. 系泊性能评估：根据测量数据分析船舶的系泊性能，包括抗风性能、抗波浪性能、抗潮汐性能等，通过计算和对比不同系泊方案的数据，评估各个方案的优劣。
7. 试验记录和分析：将试验过程中的各项数据记录下来，包括系泊力、环境参数等，进行数据分析和处理，总结试验结果，并给出相应的建议和改进措施。
船舶系泊试验的目的是为了评估船舶系泊系统的性能，为船舶的实际运营提供参考和依据，同时也是对船舶设计和系泊系统的优化和改进提供了重要的测试数据和参考意见。
系泊系统的性能分析
参考文献： ［1］潘斌 高捷 陈小红 陈家鼎，浮标系泊系统静力计算，重庆交通学
院学报，16(1)：68-73，1997. ［2］王丹 刘家新，一般状态下悬链线方程的应用，船海工程，Vol.36
No.3：26-27，Jun.2007. ［3］王磊 单点系泊系统的动力学研究［D］. 青岛：中国海洋大学，2012.
包含了一个功能强大的图形函数库。通过图形模式的 操作，能够利用图形函数制作可视化人机界面。 1 设置 C 语言图形模式
想要使用 C 语言的图形绘制功能，首先需要使用 一个头文件，在其中我们可以看到许多有用的图形绘 制函数。但是这些函数并不是可以直接使用，需要先 把屏幕设置成图形模式才可以进行。
屏幕刚开始默认是文本模式（25 行，80 列字符模
已知浮标高度为 2m，物体在风向法平面的投影 面积 S=(2-h)D，由此得到风力的表达式 F风=0.625(2h)dv2，浮 标 的 重 力 为 G0=m0g，浮 标 受 到 的 浮 力 为
。将四个钢管从上至下记为钢管 1~4，每
个钢管与竖直方向的夹角为 θi(i=1~4)。每根钢管受到 的拉力 Ti(i=1~4)。记钢管的长度为 l，钢管的直G=100N，浮力的值比较小， 忽略钢管受到的浮力。
图 2 浮标受力分析示意图
3 建模建立 首先对浮标进行受力分析，如图 2 所示：
图1
1 问题分析 我们先对浮标、钢管和钢桶进行受力分析，得到钢
管、钢桶倾斜角和拉力关于浮标吃水深度 h 的关系，接 着引入悬链线相关方程进行分析，利用水深为 18m 这 一条件求出 h 的值，最后讨论不同风速时系统的状态。 2 问题准备
0 前言 Ｃ语言是一个具有强大功能的计算机编程语言，
并且能够进行有效的数据处理，有着十分广泛的应用 和实践。一方面利用 C 语言可以制作多种系统软件，另 一方面利用 C 语言能够绘制动画、二维图像以及三维 图像，进而构成人机界面。一般来说，输出函数 printf() 只可以输出特定的文本信息，没有绘图的功能。所以在 C 语言标准中，为了达到绘图的目的，其标准函数库中
FPSO单点系泊系统的动力学分析
FPSO单点系泊系统的动力学分析概述：FPSO（Floating Production Storage and Offloading）是一种在海上进行石油生产、储存和装卸的浮式生产设施。
而FPSO的单点系泊系统是确保FPSO在海上稳定性和安全性的关键部分，它承受着海浪、海风和深水等多种复杂动力环境的作用，因此对其动力学性能进行准确的分析和优化至关重要。
动力学分析的重要性：FPSO单点系泊系统承受着巨大的外部载荷，任何系统结构或参数的改变都会对其动力学性能产生重大影响。
因此，准确的动力学分析可以帮助工程师们设计出更加稳定、安全和高效的单点系泊系统，保护设备和人员的安全，并提高FPSO的生产效率。
1. 建立动力学模型：动力学分析的第一步是建立一个准确的模型来描述FPSO 单点系泊系统的运动响应。
这个模型应该考虑到多种因素，包括海浪和风载荷、斜拉索和摩擦力等。
模型可以采用力学方程、动力学方程或者传递矩阵等方法进行描述。
2. 海浪和风载荷的考虑：海浪和风载荷是影响FPSO单点系泊系统动力学响应的主要因素。
通过收集并分析历史气象数据，可以获得预测FPSO所处海域的海浪和风速等参数。
然后，可以使用响应谱分析等方法，将这些载荷施加到动力学模型上，以分析系统的响应情况。
3. 系泊系统的设计：系泊系统是FPSO单点系泊系统的核心组成部分，其设计必须考虑到FPSO的质量、尺寸、所处海域的特点等因素。
通过对各种系泊系统的比较和优化分析，可以选择最适合FPSO特定需求的系泊方案，并确定合理的系泊点的位置。
4. 系泊系统参数的优化：对系泊系统的参数进行合理的优化设计可以提高其动力学性能。
例如，通过调整锚链的长度、直径和重量等参数，可以改变系统的刚度和阻尼特性，从而减小FPSO的摇晃幅度和滚动角度。
此外，还可以通过调整各个系泊点的位置和角度等参数，来优化系泊系统的稳定性和可靠性。
5. 预测各种运动响应：在进行动力学分析时，需要预测FPSO的各种运动响应，如俯仰、横摇、纵摇、位置偏移等。
基于实测的浮式海洋平台系泊系统分析与评价
基于实测的浮式海洋平台系泊系统分析与评价一、概述随着海洋资源的日益开发和利用，浮式海洋平台在海洋工程领域的应用越来越广泛。
作为浮式海洋平台的重要组成部分，系泊系统的性能直接关系到平台的安全性和稳定性。
对浮式海洋平台系泊系统进行深入的分析与评价，对于保障平台的安全运行和提高海洋资源的开发利用效率具有重要意义。
本文旨在通过对实测的浮式海洋平台系泊系统数据进行深入研究，分析系泊系统的性能特点和影响因素，评估其在实际应用中的表现。
文章首先介绍了浮式海洋平台和系泊系统的基本概念和分类，然后详细阐述了系泊系统的主要功能和技术要求。
在此基础上，文章重点分析了实测数据的来源和处理方法，以及如何利用这些数据对系泊系统进行性能评价。
通过本文的研究，不仅可以深入了解浮式海洋平台系泊系统的实际工作状态，还可以为平台的优化设计和运行维护提供重要依据。
同时，本文的研究方法和成果也可以为类似海洋工程结构的系泊系统分析和评价提供参考和借鉴。
1. 浮式海洋平台系泊系统的研究背景和意义随着全球能源需求的日益增长，海洋能源的开发与利用逐渐成为研究热点。
浮式海洋平台作为一种重要的海洋资源开发设施，在深海石油天然气开采、海洋风能发电、海洋科研观测等领域具有广泛的应用前景。
浮式海洋平台在复杂的海洋环境下需要承受风、浪、流等多种载荷的联合作用，其稳定性与安全性问题尤为突出。
对浮式海洋平台的系泊系统进行深入研究，具有重要的理论价值和现实意义。
系泊系统是浮式海洋平台的重要组成部分，负责将平台固定在海上的指定位置，以抵抗外界环境力的作用。
系泊系统的性能直接影响到浮式平台的稳定性和安全性。
在极端海况下，系泊系统需要承受巨大的张力和冲击力，若设计不当或维护不善，可能导致系泊失效，进而引发平台漂移、碰撞甚至倾覆等严重后果。
对浮式海洋平台系泊系统的分析与评价至关重要。
本文旨在通过实测数据对浮式海洋平台的系泊系统进行深入研究，分析其在不同海洋环境下的受力特性、动力响应及稳定性等问题，评估系泊系统的性能和安全可靠性。
系泊系统动力分析
系泊系统动力分析一、本文概述系泊系统，作为海洋工程中的重要组成部分，承担着固定海上设施、保障其安全运行的关键任务。
随着海洋资源的日益开发，系泊系统的设计和运行面临着越来越复杂的挑战。
本文旨在通过深入的动力分析，探讨系泊系统在各种环境因素作用下的动态行为，从而为系泊系统的优化设计和安全运行提供理论支持和实践指导。
本文首先对系泊系统的基本构成和工作原理进行介绍，阐述系泊系统动力分析的重要性和必要性。
随后，本文将详细介绍系泊系统动力分析的基本理论和方法，包括动力学建模、数值计算、模型验证等方面的内容。
在此基础上，本文将通过对实际案例的分析，探讨系泊系统在风浪、海流等环境因素作用下的动态响应特性，分析影响系泊系统安全性的关键因素。
本文还将对系泊系统的优化设计和运行管理进行探讨，提出改进建议和优化措施。
通过本文的研究，不仅可以加深对系泊系统动力特性的理解，还可以为系泊系统的设计和运行提供科学的依据和有效的指导，推动海洋工程领域的技术进步和发展。
二、系泊系统基础知识系泊系统，也被称为锚泊系统，是一种海洋工程技术，主要应用在船舶、浮式平台和其他海洋结构物的定位和固定上。
其主要目的是在各种环境条件下，如风浪、潮流、地震等，保证结构物的安全位置，防止其发生漂移或碰撞。
系泊系统的设计和优化是确保海上作业顺利进行的关键因素。
系泊系统主要由锚链、锚链筒、锚链轮、锚链管、止链器、锚链张力计、锚链舱、锚、锚链导览孔等组成。
其中，锚是系泊系统的主要部分，通常由钢铁制成，形状和重量因应用环境和需求而异。
锚链则是连接锚和船舶或海洋结构物的关键部件，需要承受巨大的拉力和摩擦力。
系泊系统的设计和选择需要考虑多种因素，包括海洋环境、结构物的重量和尺寸、预期的工作条件等。
系泊系统的动态特性，如其在风浪中的响应，也是设计过程中需要重点考虑的问题。
通过合理的设计和优化，可以使得系泊系统在保证结构物安全定位的同时，最大限度地减少对周围环境和生态系统的影响。
系泊分析
系泊分析
单点型式及分类
有多种单点系泊系统型式：CALM、SALM、Turret和、Soft Yoke + Rigid Tower，用来作为卸油终端、系泊（定位）FPSO或FSO、钻井船、半潜、 打桩船、起重船、铺管船等，用途相当广泛。 为了设计目的，根据其功能将系泊系统划分为3类： 1）终端（Terminals）------ 输入输出原油、泥浆、燃料油、LNG。输送 原油的终端，能够系泊15—50万吨级VLCC。其设计条件为船只依然系泊 在单点上的最大环境条件，超出概率为1—10%。 2）临时系泊（Temporary Mooring）------用于复式结构有限时间的定位或 系泊。例如，钻井船、半潜、浮吊、打桩船、铺管船等。设计条件为环境 条件（风、浪、流）。通常，在恶劣环境条件下不考虑系泊或“风暴自存 ”（深水铺管船在100年一遇台风条件下风暴自存，有效波高12米，风速 100节）。 3）永久性系泊（Permanent Mooring）------主要用来系泊FPSO、FSO。 例如北海、墨西哥湾、南中国海和渤海湾。即冬季风暴、台风或飓风条件 下不解脱。其设计环境条件通常为100年一遇风暴条件。解脱比较困难。
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准静力与准动力分析的主要差异
准静力分析 准静力设计多用于浅水、临时性的短期系泊，如原油进出口终端、钻井 船、半潜、铺管船等；对于深水永久性系泊多用于初期设计阶段，不推荐永 久性系泊的最终设计。然而，因为这种方法简单易行，常用于临时性系泊设 计和永久性系泊的初始设计阶段，采用比较高的安全系数。 有下述特点： ·波浪的动载荷通过合理确定的波浪诱导的船舶静位移予以考虑 ·准静力分析通常是线性的，在运动方程里使用了线性化了的系统刚度，即 “载荷—位移静特性曲线”平均位移处的刚度，作为系泊系统的刚度。 ·准静力分析，风力、流力和平均波浪漂移力按静力考虑。然后，将波浪振 荡力（包括低频、波频两者）与上述静力相加。 ·不考虑流体作用于系泊线上的载荷。 ·仅考虑船上系缆点（fairlead）水平运动，即忽略系缆点的垂向运动。 ·系泊缆特性的大量研究分析表明，按这种方法所做的系泊设计的可靠性， 在很大程度上决定于船形、水深和系泊缆的构型。
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。
219430103_大型起重船系泊系统时域分析
大型起重船系泊系统时域分析*王文浩1 贾国强1 冯泽奇1 周 方2 李 林31太原科技大学机械工程学院 太原 030024 2江苏省安全生产科学研究院 南京 2100423南京扬子国资投资集团有限责任公司 南京 210000摘 要：起重船因其结构的特殊性以及作业工况的复杂性，对其在施工作业和安全方面产生不利的影响。
多点锚泊定位系统在控制船位保证起重船正常工作方面起到了非常关键的作用，故有必要对起重船的系泊展开专门研究。
基于1 500 t 回转式起重船采用Workbench/AQWA 来计算不同工况、不同水深、不同浪向角下系泊缆的张力、卧链长度以及船体运动响应。
结果表明，起重船运动响应满足设计要求，系泊系统具有良好定位能力；在尾吊、侧吊、暴风自存3种不同工况、不同水深条件下，优先考虑系泊缆3以减少设计计算中的工作量；起重船随着水深的增加，横荡、横摇变化最为明显，发生在90°浪向。
该研究有助于设计者和船上工作人员预测船体运动，为系泊缆的进一步深入研究奠定基础。
关键词：起重船；系泊缆；多点锚泊定位；时域分析中图分类号：U667.4 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2023）11-0022-08Abstract: The floating crane’s special structure and complex working conditions have adverse effects on construction and operation safety. Multi-point mooring positioning system plays a very key role in controlling the ship position and ensuring the normal work of floating crane, so it is necessary to carry out special researches on the mooring system of floating crane. Workbench/AQWA is used to calculate the tension of mooring cables, the length of horizontal chain and the motion response of hull under different working conditions, different water depths and different wave angles based on the 1500 t rotary floating crane. The results show that the motion response of the floating crane meets the design requirements and the positioning ability of the mooring system is good. Under three different working conditions and different water depths, such as tail crane, side crane and storm self-maintenance, mooring cable 3 is preferred to reduce the workload in design calculation; With the increase of water depth, the swing and rolling of the floating crane change most obviously, in the 90 degrees sea direction, which is helpful for designers and ship staff to predict the hull movement and lay the foundation for further study of mooring cables.Keywords: floating crane; mooring cable; multi-point anchor moored positioning; time domain analysis0 引言起重船作为海上起重设备[1]广泛应用于海洋油气开发设备安装、废弃平台撤除、应急抢险打捞、海上桥梁建设、海上风电安装、水工桩基施工、造船等领域，是发展海洋经济、建设海洋强国不可或缺的“利器”[2]。
系泊试验的定义
系泊试验的定义系泊试验是指通过模型或实际船舶在水域中进行的一种实验，以测试船舶在不同情况下的系泊性能和稳定性。
系泊试验是对船舶系统进行全方位验证和优化的重要手段之一，广泛应用于船舶工程、海上工程、港口工程等领域。
系泊试验主要通过建立逼真的试验场景，模拟船舶在真实的海洋环境中受到的各种力，包括风、浪、潮流等。
在试验中，船舶通过系泊系统固定在试验水池、水槽或实际水域中，然后施加不同的外部力，观测和记录船舶在不同条件下的运动响应、力学性能和稳定性。
系泊试验主要包括以下几个方面：1.系泊系统的设计和优化：通过试验可以验证和优化系泊系统的设计，包括锚链、锚具、缆绳、浮标等。
试验可以测试不同系泊系统的稳定性、受力性能和可靠性，为实际船舶系泊系统的设计提供参考。
2.船舶的运动响应和稳定性：试验可以测量船舶在不同条件下的运动参数，如位移、倾斜角度、加速度等，从而评估船舶的稳定性和耐波性。
这对船舶的设计、改装和操作具有重要意义，可以为船舶的稳定性评估和安全性分析提供依据。
3.船舶与系泊系统的相互作用：试验可以研究船舶与系泊系统之间的相互作用和影响。
这方面的研究包括船舶在系泊系统中的受力情况、系统的响应速度以及船舶与频率激励的相互关系等内容。
4.水动力效应的研究：试验可以研究船舶在不同水动力效应下的运动响应和稳定性。
这些水动力效应包括波浪、风浪相互作用、潮流和船舶间相互作用等。
5.系泊试验的数据分析和结果评估：试验数据的收集、分析和评估是系泊试验中的重要环节。
通过对试验数据的处理和分析，可以获得船舶性能的准确评估和实验结论的得出。
系泊试验的方法和设备包括试验水池、试验船模型、系泊系统、传感器和数据采集设备等。
试验中需要进行实时监测和数据记录，以便对试验过程进行实时分析和调整。
总之，系泊试验是通过模型或实际船舶在水域中进行的一种实验，对船舶的系泊性能和稳定性进行全方位验证和优化。
试验可以为船舶的设计、改装和操作提供依据，也对海上工程、港口工程等领域的设计和施工具有重要意义。
码头自动化系泊系统及其适用性分析
许的港 口水位落差可达 １ｍ， ４ 吸附单元 能根据潮水
自动调 节 高 度 ， 大 增 加 了 船 舶 系泊 的安 全 性 ； 大 其 次， 系统 能够将 系泊 信 息发 送 到 电脑 ， 系泊情 况进 对 行实 时监 控 ， 证 岸 上 、 舶 和港方 准确 及 时连 续 地 保 船 了解 靠泊 状况 。同 时 ， 电脑 还 会 对 收 到 的信 息 进 行 分析， 发挥 系统 自动调 控 功能 ， 除 了缆 绳 系泊时 因 消
主要参考文献 ［ ］ 中国人 民解放军海军 司令部航海保证 部． １ 中国Байду номын сангаас Ｅ ｌ ［ ． 指南 Ｍ］
天津 ： 中国航海 图书 出版社 ，０９ ２ ０
［ ］ 中国人 民解放军海军 司令部航海保 证部． ２ 中国航路指南 ［ ． Ｍ］
天津 ： 中国航海 图书 出版社 。０ １ ２ １
挪威 船级 社 的 实验 和 评估 。 经过上 万次的 无缆 绳 系泊作 业 ， 明 了其 高效 、 证 实用和安 全性 。文
章就其基本工作原理、 特点及适用性进行 了 介绍和分析。 关键 词 ： 无缆 绳 系泊 工 作原 理 优 点 适 用性 分析 局 限性
１ 引言
船 舶设 计要 求
港 口设 施 的发 展 而改 变 。近几 十年 ， 造船 业 ， 航运 业 突飞猛 进 ， 口设施 也 越来 越发 达 ， 港 相应 的船舶 吨位 越来越 大 ， 缆绳 也 越来 越粗 ， 缆作 业变得 越来 越 困 带 难 ， 来越 危 险 。据不完 全 统计 ， 年都有 上百起 人 越 每
码 头 自动化 系泊 系统及其适 用性分析
齐立平
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码 头 自动 化 系泊 系统及 其适 用 性 分 析
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影响系泊系统特征参数的主要因素
当系泊系统型式（CALM、SALM、SBS等）确定之后，就必须确定系 统的特征参数。影响系泊系统特征参数的主要因素主要有： 1）环境条件（风、浪、流等）和现场条件（水深、地形、地貌等）； 2）系泊船只的吨位、尺度、型式。
二大功能
用来作为卸油终端、系泊（定位）FPSO或FSO的单点系泊系统需具备 二大功能： 1）将船系泊在预定位置------定位（Station keeping/Position keeping）; 2) 输送油、气、水、电、信号。
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准静力与准动力分析的主要差异
准动力分析 准动力分析比准静力分析复杂的多。 • 准动力分析通常是非线性的，在运动方程里使用每个水平偏移量所对应 的悬链线刚度。 • 通常采用时域分析。可以模拟波频和低频船舶受力和响应，而将风力和 流力模拟成定常力，不考虑系泊线的动力特性。 • 运动方程进行时域积分。计算分析中考虑了某些与浮体有关的附加质量 和阻尼的影响，这些参数是与船相关的，如果考虑系泊系统的相关参数会更 准确。 •考虑流体作用于系泊线上的载荷。 •考虑船上系缆点（fairlead）6个自由度的运动，通常，在系泊缆平面内， 仅考虑系缆点的垂向和水平向运动就足够了。 • 频域求解是可行的，但是需要粗略地假设系统的刚度和阻尼是线性的。
系泊分析
单点型式及分类
有多种单点系泊系统型式：CALM、SALM、Turret和、Soft Yoke + Rigid Tower，用来作为卸油终端、系泊（定位）FPSO或FSO、钻井船、半潜、 打桩船、起重船、铺管船等，用途相当广泛。 为了设计目的，根据其功能将系泊系统划分为3类： 1）终端（Terminals）------ 输入输出原油、泥浆、燃料油、LNG。输送 原油的终端，能够系泊15—50万吨级VLCC。其设计条件为船只依然系泊 在单点上的最大环境条件，超出概率为1—10%。 2）临时系泊（Temporary Mooring）------用于复式结构有限时间的定位或 系泊。例如，钻井船、半潜、浮吊、打桩船、铺管船等。设计条件为环境 条件（风、浪、流）。通常，在恶劣环境条件下不考虑系泊或“风暴自存 ”（深水铺管船在100年一遇台风条件下风暴自存，有效波高12米，风速 100节）。 3）永久性系泊（Permanent Mooring）------主要用来系泊FPSO、FSO。 例如北海、墨西哥湾、南中国海和渤海湾。即冬季风暴、台风或飓风条件 下不解脱。其设计环境条件通常为100年一遇风暴条件。解脱比较困难。
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物理概念
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物理概念
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弹性和刚性
为了使单点系泊系统和系泊船只在受风、浪、流作用时，能够较好地 发挥作用，弹簧系统必须具有良好的弹性响应特性------最基本的特性，即 系泊系统必须具有足够的弹性，允许系泊船只在环境力作用下产生位移， 即变动能为势能，在系泊系统储存起来，当环境力消除后，势能再转换为 动能，慢慢地释放出来，使船回复到它的初始平衡位置。 如果弹簧系统太硬（刚），例如，船用钢缆系泊在刚性固定塔上（钢 缆弹性很差，固定塔根本没有弹性），系泊力就会变得极端的高，即或在 相对比较平和的海洋条件下。 另一方面，系泊系统（弹簧）必须具有足够的刚度，限制系泊船只在 预先确定的包络线内位移，否则，钻井立管、输油立管承受不住过大位移 而发生损坏。规范对船只的位移都有一定限制，通常取水深的百分比。
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准静力与准动力分析的主要差异
准静力分析 准静力设计多用于浅水、临时性的短期系泊，如原油进出口终端、钻井 船、半潜、铺管船等；对于深水永久性系泊多用于初期设计阶段，不推荐永 久性系泊的最终设计。然而，因为这种方法简单易行，常用于临时性系泊设 计和永久性系泊的初始设计阶段，采用比较高的安全系数。 有下述特点： ·波浪的动载荷通过合理确定的波浪诱导的船舶静位移予以考虑 ·准静力分析通常是线性的，在运动方程里使用了线性化了的系统刚度，即 “载荷—位移静特性曲线”平均位移处的刚度，作为系泊系统的刚度。 ·准静力分析，风力、流力和平均波浪漂移力按静力考虑。然后，将波浪振 荡力（包括低频、波频两者）与上述静力相加。 ·不考虑流体作用于系泊线上的载荷。 ·仅考虑船上系缆点（fairlead）水平运动，即忽略系缆点的垂向运动。 ·系泊缆特性的大量研究分析表明，按这种方法所做的系泊设计的可靠性， 在很大程度上决定于船形、水深和系泊缆的构型。
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转塔系泊的FPSO的纵荡运动---系 泊线的横向运动
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几个理念
平均漂移----系泊系统越刚，位移越小 低频慢漂运动----系泊系统越刚，运动越小。 波频振荡----通常不考虑系泊系统刚度的影响，按自由漂浮状态考虑。 理想的系统刚度-----具有足够的弹性，允许波频运动；而将平均位移和低频慢 漂运动保持在最小范围内。 非线性----悬链线系统和人造纤维缆系统具有很强的非线性的载荷----漂移静力 特性，这意味着，当系统承受了平均和低频慢漂移后，系统变得很 刚，在这种情况下，相对比较小的波频运动都会产生很高的系泊载 荷。 二阶力-----系泊船只的运动特性，在很大程度上决定于波浪条件。在不规则波 浪中，平均波浪漂移力和低频慢漂移力与波高的平方成正比。
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ห้องสมุดไป่ตู้簧的恢复力
系统型式确定之后，弹簧回复力是第一位必须确定的重要参数。这个 力是系泊船只从它不受力的静平衡位置，在水平面上位移所需要的力。
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弹簧的恢复力
通常，用静力法确定力—位移静特性曲线。力是位移的函数，对于线 性弹簧系统，及K为常数 F = KX 式中 F------为弹簧力；K------为弹簧刚度；X------为船只在水平面上的位移 1）把风力、流力和波浪定常力作为静力考虑，三者之和为平均力（ mean force）,从力---位移静特性曲线图的竖坐标上查到平均力，横交于恢 复力曲线上的一点，从该点向下作垂线，交于横坐标轴X1, 即为平均漂移 （excursion或offset）。 2）系泊船只相对于X1作低频慢漂移运动X2, 其运动频率与系泊系统的 固有频率相同。 3）系泊船只相对于X2作波频运动X3, 其运动频率为波浪频率。波频运 动不考虑系泊系统的刚度，按自由漂浮状态对待。 4）最大系泊力（Maximum Mooring Force）发生在最大漂移（Extreme Excursion）状态,Xt = X1 + X2 + X3。