系泊系統(tǒng)的優(yōu)化設計

譚 兵， 黃輝紅， 陳桂糖

(西南石油大學理學院， 四川成都 610500)

系泊系統(tǒng)的優(yōu)化設計

譚 兵， 黃輝紅， 陳桂糖

(西南石油大學理學院， 四川成都 610500)

系泊系統(tǒng)是近淺海觀測網(wǎng)的重要組成部分，如何設計最優(yōu)的系泊系統(tǒng)從而促進信號的傳播具有重要的意義．本文圍繞著系泊系統(tǒng)的設計問題展開討論，通過三力匯交平衡理論和力矩平衡方程確定系泊系統(tǒng)中各個參數(shù)之間的聯(lián)系，利用懸鏈線方程解得錨鏈的受力、形狀，解決了在確定錨鏈的型號、長度和重物球的質(zhì)量的情況下，使得浮標的吃水深度和游動區(qū)域及鋼桶的傾斜角度盡可能小的問題，給出了最優(yōu)系泊系統(tǒng)設計的方案．

系泊系統(tǒng)；三力匯交平衡；懸鏈線方程；多目標規(guī)劃

0 引言

近淺海觀測網(wǎng)的傳輸節(jié)點由浮標系統(tǒng)、 系泊系統(tǒng)和水生通訊系統(tǒng)組成. 系泊系統(tǒng)具有成本低、 結(jié)構(gòu)簡單、 方向性好等顯著優(yōu)點， 因此在海洋工程中獲得了廣泛的應用[1]. 目前系泊系統(tǒng)在海上油田開發(fā)、 船舶防風以及援救打撈作業(yè)場布置中都有十分廣泛的應用. 本文基于2016年全國大學生數(shù)學建模競賽A題， 對系泊系統(tǒng)的設計問題進行了分析研究.

系泊系統(tǒng)的設計問題就是確定錨鏈的型號、 長度和重物球的質(zhì)量， 使得浮標的吃水深度和游動區(qū)域及鋼桶的傾斜角度盡可能小，本文需解決如下三個問題.

問題1 某型傳輸節(jié)點選用Ⅱ型電焊錨鏈22.05m， 選用的重物球的質(zhì)量為1200kg. 現(xiàn)將該型傳輸節(jié)點布放在水深18 m、 海床平坦、 海水密……