基于水流速度系泊系统的设计

邢贝贝，殷越铭，樊小萌

（南京邮电大学，江苏 南京 210023）

基于水流速度系泊系统的设计

邢贝贝，殷越铭，樊小萌

（南京邮电大学，江苏 南京 210023）

简要研究了系泊系统在海水具有流速的情况下各物理量的变化。在研究过程中，考虑当水流速度、风速、水深为最大值时，得出一个较优的锚链型号。再考虑当水速、风速、水深取中间值时的具体情况，建立新的评价体系，确定最优锚链型号、长度和重物球的质量，并采用集中质量法对浮标、钢管等物进行受力分析，得出各物理量在静态平衡时的迭代方程；分析理想情况下浮标吃水深度的临界值，运用循环搜索算法得到不同风速下吃水深度、钢桶倾斜角、钢管的倾斜角度、系统的游动区域和锚链形状，并拟合出锚链的曲线方程。最后，建立灵敏度分析模型，分析水速、水深、风速的改变对浮标吃水深度、钢桶倾斜角度和游动区域半径的影响。

集中质量法；循环搜索；综合评价法；系泊系统

1 基本假设

在研究过程中，假设重物球、锚链均为钢制品，密度为7.85×103kg/m3，且所有制品均为实心；锚链中每一个链环均考虑为理想状态下质量均匀、大小相等的钢柱，且钢柱的直径为高度的0.1倍；链环与链环之间的相互作用只考虑拉力，且锚和静置在海底的锚链不沉入土中；不考虑外部环境载荷对系统的影响，水速不受水深变化的影响，并且所有部件在海水中为非挠性结构。

2 问题分析

题目要求设计新的系泊系统，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竖直倾角尽可能小。……