对于系泊系统设计的一些思考

１ ）当 ｖ ＝ １ ２ ｍ ／ ｓ时 ，利 用 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ软 件 根 据 上 述 受 力 分析 所得 数据 ， 求得 ：
ｈ ＝０ ． ７ ４ ３ ， ｑ＝０ ． ９ ７ ０ ５ 。 ， ＝Ｏ ． ９ ７ ６ ５ ￣ ， ｏ ３ ＝０ ． ９ ８ ２ ０ ， ＝０ ９ ８ ７ ８ ， ＝１ ． ０ ０ ３ ９ 。
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
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对于 系泊系统 设计 的一些思考
赵新暖 ， 吴先文 ， 农燕花 ， 黄 日康 广 西科 技大 学鹿 山学 院 ， 广西 柳 州 ５ ４ ５ ０ ０ ０
摘 要 对 于 系泊 系统 的受 力 问题 ， 运 用 阿基 米德 定律 、牛 顿定 律对 模 型进 行静 力学分 析 ， 通 过受 力分 析从 而列 出相应 的静 力学方程 ， 运用Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ进行 编程运 算 ， 计 算各 倾斜 角度 。考虑 到 系 泊系统在 特殊 情况 下无 法正常 工作 ， 应 调 节重量 ， 使 其正 常 工作 ， 进 行动 态 的分析 ， 可 以得 出重量值 是 一个可 变 的范 围 ， 进 行 最优 化 ， 使得 系统在 最佳 的状 态进行 工作 。 在此基 础 上 ， 增 加 多种 可 变的 因素 ， 属 于 多因素 的组合 ， 而且每 个 因素 的 变化 不是 线性 变化 ， 所 以朝这 多 目标规 划 方向进 行 ， 运 用 多元非 线性 优化 的 方法进 行模 型 的求解 ， 使 得 系泊 系统 能正 常 工作 ， 从 而得 出其 倾斜 角 、浮 标吃 水 深度 和游 动 区域 ， 同 时可 以利 用 １ ｉ ｎ ｇ ｏ 进 行 多元 非线 性优化 ， 利用 ａ ｂ ａ ｑ ｕ ｓ 进行 仿真模 拟 关键 词 系 泊系统 ； 静 力学 分析 ；悬链 方程 ； 最优 化 ；多元非 线性优 化 中图 分类号 ｕ ６ 文 献标 识码 Ａ 文 章编 号 ２ ０ ９ ５ － ６ ３ ６ ３（ ２ Ｏ １ ７ ）ｉ Ｏ － ０ ０ ４ ６ — ０ ２
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 。 。
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：
所示 ：
用下列公式编程 【
Ｊ √ （ ）
其 铺链 的基 本形 状如 图 ３所示 ：
图 ３
检验 ：１ ７ ． ５ ８ ７大于 ｌ ７ ． ２ ７ ，符合 实际情 况 。 总 结 ：当 ｖ ＝ １ ２ ｍ ／ ｓ时 ，各 钢 管 、钢 桶 的 倾斜 角 度
、
分另 Ｕ 为 ＝ ０ ． ９ ７ ０ ５ ， ｏ ２ ＝ ０ ． ９ ７ ６ ５ ， ＝ ０ ． ９ ８ ２ ０ 。 ， ＝ ０ ． ９ ８ ７ ８ ， ＝ １ ０ ０ ３ ９ 。 锚 链 形 状 如 图 ３所 示 ，浮 标 吃 水深 度 为 ０ ． ７ ４ ３ ｍ ，
游 动 区域为 以锚 为原 点 ， １ ７ ． ５ ８ ７为半径 的海平 面 。 ２ ）当 ｖ ＝ ２ ４ ｍ ／ ｓ时 ，其 受力分 析与 ｖ ＝ ｌ ２ ｍ ／ ｓ 时 一样 ， 列 出所 有方 程 ，用 ￣ Ｌ Ａ Ｔ Ｉ Ａ Ｂ编程 联 立求解
同理 对 接 下 来 的 钢 管 一 一 进 行 受 力 分 析 ， 得 出相
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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、
＋ Ｏ ． ０１ ７ ６ ３ ＋１ ７ ． ５ ＝ ｌ ７ ． ５ ８ ７。
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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