李宁 胡霞

【摘   要】   从某一系泊系统传输节点入手，使用经典力学理论对系统内部各个环节的进行受力分析，确定受力环节各个参数间相互关系，同时利用悬链线理论建立方程，解得锚链的受力、形状。运用Matlab程序，通过各参数变量间数据进行迭代计算得到满足条件的解的情况。在上述基础上引入风力、水流力和水深等相关变量，运用多目标规划理论，分析并得到不同情况下钢桶、钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域，确定系泊系统的最优设计方案。

【关键词】   悬链线理论;受力分析;迭代分析法;多目标规划;matlab拟合曲线

Research and Design of Mooring System Based on Near Shallow Sea

Li Ning，Hu Xia

（Anhui University of Science and Technology，Huainan Anhui 232001，China）

[Absrtact] Starting from the transmission node of a mooring system， the classical mechanics theory is used to analyze the stress of each link in the system， and the relationship between the parameters of the stress link is determined. At the same time， the catenary theory is used to establish the equation to solve the stress and shape of the anchor chain. Using matlab program， through the iterative analysis and calculation of the data among the parameter variables， the solution meeting the conditions is obtained. On the basis of the above， the wind force， flow force， water depth and other related variables are introduced， and the multi-objective programming theory is used to analyze and obtain the inclination angle of steel barrel and steel pipe， the shape of anchor chain， the draft depth and swimming area of buoy under different conditions， so as to determine the optimal design scheme of mooring system.

[Key word]  catenary theory; force analysis; Iterative analysis method; Multi objective programming; Matlab fitting curve

〔中图分类号〕  U653.2   〔文献标识码〕  A             〔文章编号〕 1674 - 3229（2021）03- 0000 - 00

0     引言

系泊系统作为近浅海观测网的重要组成部分，在海洋船舶业的生产生活方面发挥着重要作用，系泊系统通常由钢管、钢桶、重物球、电焊锚链和特制的抗拖移锚组成。现对某系泊系统某一传输节点其进行深入研究，通过数学建模的方法，完成以下三个问题。

问题1 已知选用II型锚链22.05m，重物球质量1200kg。现将其放在水深18m、海床平坦、海水密度为1.025×103kg/m3的海域。在海水静止下，计算海面风速为12m/s和24m/s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2 在问题1的假设下，在钢桶倾斜角度不超过5°，锚链在锚点与海床的夹角不超过16°，重物球质量自调节。计算海面风速为36m/s时钢桶和各节钢管倾斜角度、锚链形状和浮标游动区域。

问题3 在潮汐等因素的影响，布放水深介于16-20m之间。……