【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 鋼管的傾斜角度浮標(biāo)吃水深度游動(dòng)區(qū)域錨鏈在錨點(diǎn)與海床的夾角由表中結(jié)果可得，在風(fēng)速為36m/s時(shí)鋼桶的傾斜角度=，錨鏈在錨點(diǎn)與海床的夾角=，很顯然問(wèn)題二中鋼桶的傾斜角度不超過(guò)5度，錨鏈在錨點(diǎn)與海床的夾角不超過(guò)16度的要求不符。這時(shí)就需要改變重物的質(zhì)量，以調(diào)節(jié)鋼桶的傾斜角度和錨鏈在錨點(diǎn)與海床的夾角，使兩個(gè)角度在合理的區(qū)間。這一想法的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)利用MATLAB中循環(huán)遍歷法計(jì)算出重物球mq的取值為3770kg。當(dāng)重物球的質(zhì)量區(qū)3770kg時(shí)，運(yùn)用模型一中程序求得系泊系統(tǒng)中各個(gè)物體的狀態(tài)，據(jù)此得到表5：表5鋼桶的傾斜角度第一個(gè)鋼管的傾斜角度第二個(gè)鋼管的傾斜角度第三個(gè)鋼管的傾斜角度第四個(gè)鋼管的傾斜角度浮標(biāo)吃水深度游動(dòng)區(qū)域錨鏈在錨點(diǎn)與海床的夾角由表5可得當(dāng)重物球質(zhì)量為3770kg，風(fēng)速為36m/s時(shí)鋼桶的傾斜角度為小于，錨鏈在錨點(diǎn)與海床的夾角為小于。符合條件要求。 問(wèn)題三的模型建立與求解。 問(wèn)題三分析。由實(shí)際情況可知，在設(shè)計(jì)系泊系統(tǒng)時(shí)，必須要使其能在最惡劣的情況下也能使用，故這里只討論風(fēng)速為36m/s，且風(fēng)向和水流方向同向時(shí)系泊系統(tǒng)各構(gòu)件所處的狀態(tài)。，分析各錨鏈的形狀。使用問(wèn)題一建立的模型，當(dāng)風(fēng)速為36m/s，海水深為16m，重物球質(zhì)量為3770kg，在存在水流力的前提下對(duì)系泊系統(tǒng)各部分進(jìn)行受力分析，用MATLAB運(yùn)算不同型號(hào)的錨鏈在此時(shí)的狀態(tài)。圖9 錨鏈型號(hào) 1 圖10 錨鏈型號(hào)2圖11 錨鏈型號(hào)3 圖12 錨鏈型號(hào)4圖13 錨鏈型號(hào)5五種不同型號(hào)錨鏈在相同條件下的鋼桶傾斜角、錨鏈在錨點(diǎn)與海床的夾角見(jiàn)表6。表6錨鏈型號(hào)I錨鏈型號(hào)II錨鏈型號(hào)III錨鏈型號(hào)IV錨鏈型號(hào)V鋼桶傾斜角第1根鋼管傾斜角第2根鋼管傾斜角第3根鋼管傾斜角第4根鋼管傾斜角浮標(biāo)吃水深度浮標(biāo)游動(dòng)區(qū)域錨鏈在錨點(diǎn)與海床的夾角由于五種型號(hào)的錨鏈鋼桶傾斜角完全相同，所以只需比較浮標(biāo)游動(dòng)區(qū)域即可。，分析各錨鏈的形狀。使用問(wèn)題一建立的模型，當(dāng)風(fēng)速為36m/s，海水深為20m，重物球質(zhì)量為3770kg，在存在水流力的前提下對(duì)系泊系統(tǒng)各部分進(jìn)行受力分析，用MATLAB運(yùn)算不同型號(hào)的錨鏈在此時(shí)的狀態(tài) 圖14 錨鏈型號(hào)1 圖15 錨鏈型號(hào)2 圖16 錨鏈型號(hào)3 圖17 錨鏈型號(hào)4 圖18 錨鏈型號(hào)5不同型號(hào)錨鏈在相同條件下的鋼桶傾斜角、錨鏈在錨點(diǎn)與海床的夾角見(jiàn)表7表7錨鏈型號(hào)1錨鏈型號(hào)2錨鏈型號(hào)3錨鏈型號(hào)4錨鏈型號(hào)5鋼桶傾斜角第1根鋼管傾斜角第2根鋼管傾斜角 第3根鋼管傾斜角第4根鋼管傾斜角浮標(biāo)吃水深度浮標(biāo)游動(dòng)區(qū)域錨鏈在錨點(diǎn)與海床的夾角 錨鏈型號(hào)的評(píng)價(jià)。 1）評(píng)價(jià)指標(biāo)的預(yù)處理：將鋼桶的傾斜角度和浮標(biāo)的吃水深度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)并得到評(píng)價(jià)矩陣因?yàn)楹屯瑸闃O小型指標(biāo)，運(yùn)用極小型指標(biāo)向量歸一化公式：，得到同向歸一變化矩陣：各行的最大、最小值構(gòu)成的最優(yōu)、最劣向量分別為記為：第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象與最有最劣方案的距離分別為： 計(jì)算得結(jié)果如下由最優(yōu)、最劣方案的距離，可計(jì)算得到評(píng)價(jià)對(duì)象與最優(yōu)方案的接近程度 其計(jì)算方法為。 因表示各方案與最劣方案的距離，所以的數(shù)值越大說(shuō)明與最優(yōu)方案最為接近將五種型號(hào)錨鏈作比較得：IV III II I V ，很容易得出在海水深度為20m,風(fēng)速為36m/s，IV號(hào)錨鏈最為合適。綜合2兩種情況可知當(dāng)海水深度較淺時(shí)，選用V號(hào)錨鏈，系泊系統(tǒng)工作情況最佳，當(dāng)海水深度較深時(shí)選用IV號(hào)錨鏈系泊系統(tǒng)工作情況最佳。六 模型評(píng)價(jià)模型優(yōu)點(diǎn)：1） 使用MATLAB清晰地表現(xiàn)出來(lái)錨鏈的形態(tài)，浮標(biāo)的吃水深度，以及系統(tǒng)各部件的傾斜角度，本論文運(yùn)用圖像和表格使整體模型更加清晰明了。2） 分析了在不同海水深度狀態(tài)下，使用不同錨鏈時(shí)，浮標(biāo)吃水深度、鋼桶傾斜角度以及錨鏈在錨點(diǎn)與海床的夾角的變化情況。3） 選用錨鏈時(shí)運(yùn)用較為客觀的評(píng)選方案，盡可能的避免了主觀因素帶來(lái)的影響。模型缺點(diǎn)：1） 假設(shè)的風(fēng)速方向較為固定，在實(shí)際情形中，風(fēng)速方向不是固定不變的。2）未能給出系泊系統(tǒng)隨各個(gè)變量的具體關(guān)系。問(wèn)題一的模型：clear。clcmq=2200。 %重物球的質(zhì)量n=210。 %鏈環(huán)的個(gè)數(shù)min=inf。 %inf為無(wú)窮大for h=0::2 %浮標(biāo)的吃水深度范圍thital=zeros(1,4)。 %鋼管與豎直平面的夾角Ft=zeros(1,5)。 %浮標(biāo)與鋼管，鋼管與鋼桶之間的力a=zeros(1,5)。 %浮標(biāo)，鋼管，鋼桶之間的力與豎直平面的夾角Ft2=zeros(1,n+1)。 %鏈環(huán)所受的力gama=zeros(1,n+1)。 %鏈環(huán)之間的力與豎直平面的角度thita2=zeros(1,n)+pi/2。 %鏈環(huán)與豎直平面的夾 s=42*h。 %浮標(biāo)受風(fēng)面積v=12。 %風(fēng)速m=1000。 %浮標(biāo)質(zhì)量p=1025。 %海水的密度g=。 %標(biāo)準(zhǔn)重力加速度v0=pi*h。 %浮標(biāo)所排海水體積Ffeng=*s*v^2。 %風(fēng)力大小Ffu=p*g*v0。Gfu=m*g。if FfuGfu0enda(1)=atan(Ffeng/(FfuGfu))。Ft(1)=sqrt(Ffeng^2+(FfuGfu)^2)。 %鋼管Vguan=pi*^2。Gguan=10*g。Fguanfu=p*g*Vguan。for i=1:4a(i+1)=atan((Ft(i)*sin(a(i)))/(Ft(i)*cos(a(i))+FguanfuGguan))。 %鋼管所受下一節(jié)鋼管拉力與豎直平面的夾角Ft(i+1)=Ft(i)*sin(a(i))/sin(a(i+1))。 %鋼管所受下一節(jié)鋼管的拉力thital(i)=atan(Ft(i)*sin(a(i))*1/((FguanfuGguan)*+Ft(i)*cos(a(i))))。 %鋼管與豎直平面的夾角end%鋼桶的受力分析Vt=^2*pi。 %鋼桶的體積Vq=mq/7900。 %重物球的體積Gt=100*g。 Gq=mq*g。Ftfu=p*g*Vt。Fqfu=p*g*Vq。gama(1)=atan(Ft(5)*sin(a(5))/(Ftfu+Ft(5)*cos(a(5))GtGq+Fqfu))。 %鋼桶所受錨鏈拉力與豎直平面的夾角Ft2(1)=Ft(5)*sin(a(5))/sin(gama(1))。 %鋼桶所受錨鏈拉力 beta=atan(Ft(5)*sin(a(5))*1/((FtfuGt)*+Ft(5)*cos(a(5))*1))。 %鋼桶與豎直平面的夾角%錨鏈mm=。 %每節(jié)鏈環(huán)的質(zhì)量roum=7