[发明专利]一种近浅海环境监测系泊系统的设计方法

摘要

本发明公开了一种近浅海环境监测系泊系统及其设计方法，系统包括依次连接锚、锚链、钢桶、钢管、浮标，所述钢桶下方还连接有钢球，钢桶内装有用于检测海洋数据和与陆地进行通信的装置，所述浮标与钢管之间、钢管与钢桶之间、钢桶与钢球之间均用万向节连接。近浅海环境监测系泊系统的设计方案的研究步骤是：①对近浅海环境监测系泊系统的进行静力平衡分析；②建立多目标优化模型；③由敏感性分析结果验证并简化模型，得到可实际应用的系泊系统目标优化模型。

主权项

1.一种近浅海环境监测系泊系统的设计方法，该近浅海环境监测系泊系统包括依次连接的锚、锚链、钢桶、钢管、浮标，所述钢桶下方还连接有钢球，钢桶内装有用于检测海洋数据和与陆地进行通信的装置，所述浮标与钢管之间、钢管与钢桶之间、钢桶与钢球之间均用万向节连接，其特征在于，包括：S1、先对浮标进行受力分析，其受力包括风载荷、水流力、自身重力、自身浮力以及钢管对浮标的拉力，得到受力平衡关系式，然后进行力矩分析，得到静力平衡关系式；同样的对锚链和钢管、钢桶进行静力分析，得到各部分静力平衡关系式；S2、根据所得的静力平衡关系式以各系统部件参数最优为目标建立多目标优化模型；S3、对该模型进行敏感性分析，验证模型的准确性并找到对整个系统影响最显著的几个因素；S4、经计算可知锚链单位长度的质量m_ac和钢球重量M为显著因素，以此两者最小作为目标函数，以钢桶的倾斜角度不超过θ′＝16°和锚与锚链的链接处的切线方向与海床的夹角不超过θ＝5°作为约束条件建立系泊系统目标优化模型；S5、获知当地近年来海面最大风速、水流速度和进航道水深，将这些数据作为初始条件应用到模型中，得到锚链和钢球的数据。