系泊系统的研究设计
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摘要：随着近浅海观测网技术的发展，如何突破其传输节点中系泊系统的设计越来越重要。本文重点研究了悬链单线式系泊系统，通过设计锚链的长度、型号和重物球的质量，来确定浮标的吃水深度、游动区域及水声通讯系统中钢桶的倾斜角度使近浅海观测网的传输节点达到最佳工作状态。
关键词：悬链线；matlab；有限微元法；运动方程
中图分类号：G648 文献标识码：B文章编号：1672-1578（2018）12-0001-01
近淺海观测网的传输节点由浮标系统、系泊系统和水声通讯系统组成。浮标系统简化为圆柱体。系泊系统由钢管、钢桶、重物球、电焊锚链和特制的抗拖移锚组成，锚链选用无档普通链环。水声通讯系统安装在一个密封圆柱形钢桶内。整个系统要求钢桶的倾斜角度（钢桶与竖直线的夹角）不超过5度，锚链末端与锚的链接处的切线方向与海床的夹角不超过16度。
1.系泊系统的运动状态
把系泊系统的运动状态划分为三个阶段。第一阶段是海面风速为零时，钢管、钢桶、重物球、锚链（多余部分落在海床上）处于竖直状态，依靠系统的浮力克服重力的阶段；第二阶段是在海面风速产生推动载荷的情况下，锚链多余的部分开始释放并不产生反向拉力，钢桶及四节钢管仍处在竖直状态，整个系泊系统以一定加速度沿着风向运动；第三阶段是锚链多余的部分释放完毕，锚链、钢管、钢桶在风力的推动下开始倾斜，当风的推力与系泊系统的拉力达到静态平衡时，可以根据我们建立的各个部件动态受力模型可以得各个部件的倾斜角度，浮标的吃水深度以及根据浮标移动的距离确定以锚在海面的投影点为圆心的游动区域。在分析析不同情况下钢桶、钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域时，将水深、海水速度、风速三个变量同时考虑，分别建立与钢桶、钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域的函数关系，并利用matlab 选取有代表性的水深，画出以钢桶、钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域为目标的三维图像进行表示。
2.建立模型与求解
整个运动平衡模型如下：
将已知条件带入系泊系统动态运动平衡模型中，计算出浮标的吃水深度χ和倾斜角度β，钢桶的倾斜角度 ，刻画锚链的形状，锚链末端与锚的链接...
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