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《基于準靜定方法的多成分錨泊線優(yōu)化》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第23卷第1期海洋工程Vol23No12005年2月THEOCEANENGINEERINGFeb.2005文章編號:10059865(2005)01006905基于準靜定方法的多成分錨泊線優(yōu)化余龍,譚家華(上海交通大學(xué)船舶海洋與建筑工程學(xué)院,上海200030)摘要:移動式海洋平臺錨泊系統(tǒng)通常用錨索或錨鏈等多種成分合成的錨泊線,因而涉及參數(shù)較多給設(shè)計分析帶來不便。針對這一問題,基于準靜定方法推導(dǎo)限定水深下多成分錨泊線懸鏈線方程,并考慮錨泊線組成成分的參數(shù)對錨泊系統(tǒng)回復(fù)力的影響,建立目標函數(shù)最小化的多成分錨泊線優(yōu)化設(shè)計模型。采用遺傳算法對南海2號錨泊系統(tǒng)的改造進行分析
2、求解,得到有益的結(jié)論。關(guān)鍵詞:懸鏈線方程;準靜定方法;多成分錨泊線中圖分類號:P752文獻標識碼:AResearchonoptimummulticomponentmooringlinesbasedoncatenaryequationYULong,TANJiahua(TheSchoolofNavalArchitechtureandOceanEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200030,China)Abstract:Multicomponentmooringlinescomposemooringsystemsuse
3、dbyMobileDrillingPlatforms,whileversatileparametersbringdifficultiestodesignwork.ThispaperdeducescatenaryequationsofmulticomponentmooringlinesaccordingtotheQuasiStaticmethodinaspecificwaterdepth.Italsobuildsaminimummodelforchoosingoptimalparametersofmulticomponentthemooringlinesandcomputest
4、hemooringsystemofNanhai2semisubmersibleusingGeneticAlgorithm.Finally,theresultsarecomparedandsomeusefulconclusionsaredrawn.Keywords:catenaryequation;quasistaticmethod;multicomponentmooringline隨著人類開發(fā)海洋活動的進展,海上移動式平臺的工作水深不斷增加,要求其錨泊系統(tǒng)在滿足定位要求的同時盡可能的減輕重量。在這種趨勢影響下,錨泊線的組成成分也從單一的錨鏈、錨索,發(fā)展到錨鏈、錨索、纖維繩乃至
5、電力機械纜等多種成分合成錨泊線。材料的多樣化給錨泊設(shè)計提供了豐富的選擇空間,但同[1,2]時也帶來新的問題:一方面,每一種成分都有獨特的強度、尺寸、重量、彈性、抗腐蝕能力、抗磨損能力;另一方面,合成必須考慮經(jīng)濟性,不同的材料和長度價格相差很大。因此需要研究多成分合成錨泊線的最優(yōu)設(shè)計,工程上常采用的分析方法為準靜定方法:即在每一個時刻根據(jù)計算系泊結(jié)構(gòu)的位置確定錨泊線的形狀,用靜平衡的方法計算系泊線的受力。對剛性錨泊線即在線張力作用下可近似認為無彈的多成分錨泊線的線張力分析研究已有一些成果。[3]TMSmithetal比較了分別由全鏈、全索及鏈索結(jié)合錨泊線組成的錨泊系統(tǒng),結(jié)果是鏈索結(jié)合的
6、兩成分錨[4]泊線組成的系統(tǒng)不僅能提供足夠的回復(fù)力而且重量輕。RJSmithetal研究深水錨泊的兩成分錨泊線的懸[5]鏈線方程的解法,將問題轉(zhuǎn)化為8自由度單一多項式方程,采用拉格朗日迭代求解。YTChaietal研究了基于懸鏈線公式半解析準靜定方法能解決三維部分著底和完全懸垂的多條錨泊線問題,對多點錨泊系統(tǒng)提供一種快速參數(shù)分析的方法。有關(guān)多成分錨泊線的各成分參數(shù)優(yōu)化選擇問題的研究由于其多參變量的復(fù)雜性,國內(nèi)外目前還不多見。為解決這一問題,本文針對無彈錨泊線采用準靜定方法,首次推導(dǎo)多成分錨泊線收稿日期:20031126基金項目:國防科工委大型項目資助課題(科工技2002781)作
7、者簡介:余龍(1976-),男,湖北武漢人,博士生,主要從事海洋新技術(shù)裝備研究。70海洋工程第23卷的懸鏈線方程和水平剛度系數(shù)通式,并在此基礎(chǔ)上,原創(chuàng)性的建立錨泊線各特征參數(shù)優(yōu)化取值模型并研究其求解方法。1多成分錨泊線的參數(shù)特征[6]在單一成分錨泊線的懸鏈線方程推導(dǎo)基礎(chǔ)上,本文推導(dǎo)多成分的錨泊線方程。為研究問題方便,假設(shè)整根錨泊線在一個豎直平面內(nèi),以導(dǎo)纜孔為上端,與海床的接觸點為下端,得到封閉形式的受力系統(tǒng)(圖1)。從錨泊線對平臺的作用而言
