;4、假设海水密度均匀分布;5、假设游标不会发生倾斜;6、假设不考虑锚链的浮力影响;7、假设重力加速度为;8、假设重球的密度为;9、假设锚链各部分材料质量一致,可以忽略其内力,将其看成一个整体;10、风的方向与水流的方向一致,且风速恒定、风向水平;11、不考虑对重物球和锚链的水流力;12、在计算钢管、钢桶在水流方向的平面投影面积时,由于它们的倾斜角度较小,因此可以认为其投影高度不变;四.符号说明浮标质量钢桶和设备的质量锚链的质量m钢管质量各钢管或钢桶的倾角各钢管或钢桶的倾角L锚链的长度β钢桶与垂直方向夹角θ锚链的锚角模型的建立与求解5.1模型一的建立与求解在整个系泊系统中都处于平衡状态,且不考虑近海水流的影响,对浮标进行受力分析,如图二所示:F浮F风M1gT图二a1图中T指浮标链接的第一节钢管对其的拉力,由此可得:(1)(2)对各节钢管进行受力分析,如图三所示:T(i)T(i+1)mga(i+1)图三a(i)F(i)浮(3)(4)对钢桶和重球这个整体的受力分析,如图四所示:T(5)T(6)M2g+mga(6)图四a(5)F(5)浮(5)(6)对锚链受力分析,如图五所示:T(6)FM3ga(6)图五(7)(8)综合以上等式(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)进行求解:(9)(10)(11)(12)求得浮标的吃水深度h和各钢管和钢桶的倾斜角度,再通过这些角度求其竖直方向的高度,从而得到钢桶与锚链相接处到海床的高度y,再通过悬链线方程求得游动区域和锚链的形状。y的求解过程(l为钢管和钢桶的长度):(13)悬链线方程:(15)当时:(16)求悬链线长度方程,化简之后如下:(17)当时:(18)因为风速相对较小,所以这里的锚角可能为0,甚至会出现锚链拖地的情况,所以不妨设锚链拖地长度为l,观察求出来的l是否大于零即可证明是否有出现锚链拖地的情况。即:(19)这里假设=0:
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