[发明专利]一种大型结构物滑移装船调载水量计算方法

权利要求书

1.一种大型结构物滑移装船调载水量计算方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、建立驳船调载的优化数学模型。

对驳船的力学模型描述如下：

建立如下坐标系：以驳船的基平面、中站面和中线面的交点作为原点O，而以三个平面(基平面、中站面和中线面)的交线作为坐标轴。其中，基平面与中线面的交线是X轴，指向船首为正方向；基平面与中站面的交线是Y轴，指向左舷为正方向；中线面与中站面的交线是Z轴，向上为正方向。

驳船空船重量为G0，整个船的重心坐标为(x0,y0,z0)。在滑移装船的初始时刻，即结构物没有上船，且驳船甲板与平齐时，驳船上n个压载舱的初始水量为

将整个滑移装船过程分为i(i＝1,2,3,···,m)步，每一步调载完毕都应满足以下五个条件：

条件一：第i步滑移调载后驳船n个压载舱的水量和装船结构物对驳船施加的压力Rⁱ之和等于初始状态下驳船n个压载舱的水量对驳船施加的压力。

条件二：第i步滑移调载后驳船n个压载舱的压载水量对驳船产生的横倾弯矩与装船结构物对驳船施加的压力Rⁱ对驳船产生的横倾弯矩之和等于初始状态下驳船n个压载舱的水量对驳船所产生的横倾弯矩。

条件三：第i步滑移调载后驳船n个压载舱的压载水量对驳船产生的纵倾弯矩与装船结构物对驳船施加的压力Rⁱ对驳船产生的纵倾弯矩之和等于初始状态下驳船n个压载舱的水量对驳船所产生的纵倾弯矩。

条件四：n个压载舱里的水量不能大于该舱容量最大值。

条件五：n个压载舱里的水量不能小于该舱容量最小值。

则第i步，驳船调载量

以第i步驳船调载量f_i(X)为目标函数，以第i步调载后驳船的n个压载舱水量为设计变量，以上述五个条件为约束条件，建立有约束的调载优化模型：

步骤二、步骤一中的调载优化模型为有约束的调载优化模型，通过惩罚函数法，将其转化为无约束的调载优化模型。

步骤三、令步骤二中的无约束优化模型的i分别等于1、2、3、···、m，并通过无约束优化计算方法，可依次求得：第1步滑移后的n个压载舱的水量第2步滑移后的n个压载舱的水量第3步滑移后的n个压载舱的水量第m步滑移后的n个压载舱的水量X¹、X²、X³、···、X^m即为每一步的最优调载量。

步骤四、在装船调载作业中，按步骤三中计算出的i(i＝1,2,3,···,m)步结束时的n个压载舱的最优调载量，调载压载水量即可。

2.将上述步骤一至步骤四的最优调载方案计算过程，通过C、C++或者Matlab等通用计算机编程语言进行编程，实现快速自动计算。