針對(duì)目前海洋工程領(lǐng)域中的拖曳式系泊設(shè)計(jì)采用的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法很難在設(shè)計(jì)之初準(zhǔn)確計(jì)算系泊材料用量,不同重量的拖曳錨提供的系泊力不同的問(wèn)題,考慮到降低系泊錨鏈的材料成本對(duì)降低整個(gè)系泊系統(tǒng)的成本有很大的優(yōu)化作用,結(jié)合拖曳錨的極限平衡法拖曳軌跡理論方程,以不同重量的拖曳錨在黏性土壤中的不同拖曳距離下提供額定系泊力時(shí)所需的材料重量為系泊成本評(píng)價(jià)依據(jù),提出一種浮式結(jié)構(gòu)物系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法。闡述拖曳軌跡的確定方法,確定一個(gè)基于極限平衡法的預(yù)測(cè)模型,通過(guò)2個(gè)算例說(shuō)明基于材料用量成本最優(yōu)的拖曳錨選定方法的可行性和優(yōu)化效果。研究形成的針對(duì)拖曳錨幾何參數(shù)和安裝過(guò)程優(yōu)化的一系列方法能為小型浮式平臺(tái)的系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo),根據(jù)其投放海域的海洋土壤環(huán)境,為特定的小型浮式平臺(tái)選擇適合的系泊系統(tǒng)提供參考。

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【部分圖文】：

圖1 浮式平臺(tái)系泊示意

為使海上浮式平臺(tái)能在特定海域作業(yè)，需對(duì)其位置進(jìn)行約束，目前的約束方式主要有被動(dòng)式系泊（見(jiàn)圖1）、動(dòng)力定位系泊和推進(jìn)器輔助系泊3種[1]，其中：被動(dòng)式系泊固定端主要采用重力錨、拖曳錨、吸力錨和動(dòng)力貫入錨等進(jìn)行系泊約束[2]；動(dòng)力定位系泊和推進(jìn)器輔助系泊主要采用浮式平臺(tái)上安裝的動(dòng)力推....

圖2 錨爪形狀示意

目前已有的拖曳錨錨爪根據(jù)形狀可分為鍥形錨爪和矩形錨爪2種[20]（見(jiàn)圖2，其中：tf為錨厚；Lf為錨爪長(zhǎng)；β為鍥形角），其中：鍥形錨爪的整體形狀特征為前小后大；矩形錨爪的整體形狀特征為前后截面面積變化很小。在極限平衡法中，拖曳錨在土壤中的嵌入阻力的計(jì)算方式主要有簡(jiǎn)化尺寸計(jì)算和全尺....

圖3 拖曳錨嵌入過(guò)程示意

根據(jù)拖曳錨極限平衡法的原理，當(dāng)拖曳錨在土壤中沿某一方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，該方向上的土壤對(duì)拖曳錨嵌入阻力與拖曳錨的幾何參數(shù)和拖曳錨錨爪中心處的黏性土壤特性值有關(guān)[12]。拖曳錨嵌入過(guò)程示意見(jiàn)圖3，其中：虛線為系泊鏈（也稱(chēng)反懸鏈段）；Te為系泊鏈泥面嵌入點(diǎn)處拉力；Td為系泊鏈離地端拉力；錨卸扣....

圖4 反懸鏈?zhǔn)芰卧疽?br>
式中：Ti為反懸鏈單元下端點(diǎn)拉力；θi為下端點(diǎn)拉力與水平面夾角；Ti+1為反懸鏈單元上端點(diǎn)拉力；θi+1為上端點(diǎn)拉力與水平面夾角；w為系泊鏈單位長(zhǎng)度重量；ds為反懸鏈單元長(zhǎng)度。采用離散迭代法不僅能得到受力狀態(tài)，而且能計(jì)算出反懸鏈段的系泊線長(zhǎng)度。反懸鏈單位長(zhǎng)度受到的切向力F和法向力....

本文編號(hào)：4025831