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摘 要： 根据近浅海观测网的运输节点系泊系统的海洋环境特征,采用拟牛顿迭代算法求解不同风速和水深的钢桶、钢管倾角、重物球质量、浮标吃水深度及游动区域.考虑到求解的收敛性,采用模拟退火确定一个优质解作为初值,提出增加一个随模拟退火温度线性减小的控制更新幅度的参数,在大范围搜索时以一定概率接收搜寻到的解；随后在已找到的优质解附近小范围搜索.不同条件下的仿真锚链形状显示,其变化趋势符合风速和受力等条件的影响趋势,改进的模拟退火方法具有实用性.

关键词： 系泊系统设计； 模拟退火； 拟牛顿迭代算法； Runge?Kutta方法； 锚链形状； 海洋浮标

中图分类号： TN967.7?34； TN911.73 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）02?0001?05

Abstract： According to the marine environment features of the mooring system which is the transport node of the neritic observation network, the quasi?Newton iteration algorithm is used to calculate the inclination of barrel and tube, mass of weight ball, draft and nomadic range of buoy under different wind speeds and water depths. In view of the convergence of calculation, the simulated annealing is adopted to determine an elegant solution as an initial value. Addition of the parameter which linearly decreases with simulated annealing temperature and controls updating amplitude is proposed. The searched solutions are accepted with a certain probability during the large range search. Then the small range search is carried out around the found elegant solutions. The simulated mooring line chain shapes under different conditions shows that the change trend of line chain shapes complies with the influence trend of conditions like wind speed and force, and the improved simulation annealing method has practicality.

Keywords： mooring system design； simulated annealing； quasi?Newton iteration algorithm； Runge?Kutta method； mooring chain shape； marine buoy

0 引 言

浮标系统的研究在海洋资源开发利用和海洋事业发展中具有重要意义.在海洋浮标中,浮标锚系的配置和结构是保障浮标正常工作的关键部分.海上影响系泊系统的因素繁多[1?3],系统的仿真设计成为日益重要的设计环节.本文针对近浅海观测网的运输节点设计,研究参数的最优解.近浅海观测网节点由漂标、系泊装置、水声通信装置和锚组成.为了实现整体性能最优,本文拟解决以下问题：

1） 在海水静止的条件下,建立近浅海系泊系统的模型和计算的算法,即受力分析模型；

2） 计算海面风速为12 m/s和24 m/s时钢桶和各节钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域；

3） 风速为36 m/s时进行求解,钢桶倾斜角不超过5°,锚链在锚点和海床夹角不超过16°；

4） 给出考虑风力、水流力和实际水深波动的近浅海系泊系统模型,并分析不同情况下钢桶、钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域.

仿真假定的条件如下：

1） 假设海平面波浪波动对水深的影响可忽略；

2） 假设系泊系统中各部件的形状和质量固定,不受海水腐蚀影响；

3） 因锚链由无档链环组成,故水流可以穿过链环,近似视其为一根柔软均匀的曲线,视作用于锚链上的水流力可忽略.

1 受力模型建立及求解

1.1 海水静止条件下的受力图

将系统分割为浮标、钢管、铁桶、锚链四部分.将四节钢管先视为一整体分析,依结果再拆分为四节进行研究.因每节锚链长度较短,采用微分法分析[4?5].

1.2 浮标受力分析

如图1所示,设θ是浮标法线方向和海平面所夹锐角,h是浮标吃水深度,浮标有效迎风面积S由一长方形加半个椭圆构成：

拉力方向为斜向下和海平面夹角（0<<）,作用点为钢管与浮标连接点,浮体风荷载力与钢管对浮标的拉力水平分力平衡,得等式如下：

浮标自身重力,水对浮标浮力以及四节钢管对浮标的拉力竖直分量平衡,有浮标竖直方向力平衡方程：

1.3 钢管整体受力分析

模拟退火论文参考资料：

结论：基于模拟退火近浅海系泊系统仿真为关于模拟退火方面的论文题目、论文提纲、模拟退火算法实例ppt论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。