[发明专利]一种海上浮体系泊缆的智能化设计方法

摘要

本发明涉及一种海上浮体系泊缆的智能化设计方法，基于系泊缆设计的完整流程及关键技术，将设计、分析及评估的完整过程包含于方法中，系统地结合了系泊缆详细设计、力学计算、性能评估与智能优化算法技术，从设计要求输入到自主运行输出具有可行性且性能优良的系泊缆详细方案。该方法具有智能化的特点与优势，可进行设计过程与方案的自主进化，完成方案的智能化设计与优选；无需人为操作，实现整个设计分析流程的自动化。该方法适合于工程中不同环境条件下浮体系泊缆的设计和优化。

主权项

1.一种海上浮体系泊缆的智能化设计方法，其特征在于：包括如下操作步骤：/n第一步：基于系泊缆长度的样本点拟合出半经验公式，具体如下：/n /np₁＝659.19×e^-0.006×ω (2)/np₂＝0.0103×e^-0.004×ω (3)/np₃＝0.0019×e^-0.001×ω (4)/n /nq₁＝-1399.8×e^-0.003×ω (6)/nq₂＝14.561×e^-0.003×ω (7)/nq₃＝6.0078×e^-0.004×ω (8)/n第二步：设计条件并自主分析：输入设计条件，根据设计要求的环境参数，自动分析得出浮体所受到的定常环境载荷与风力、流力系数；基于所建立的系泊材料数据库，确定系泊材料属性参数；结合定常环境载荷，基于式(1)～(4)确定系泊缆长度的建议范围，基于式(5)～(8)确定系泊半径的建议范围；依据浮体类型与系泊形式，明确系泊点坐标；/n第三步：初始设计方案生成：根据环境载荷、安全系数，确定系泊缆最小破断强度，依据选材结合数据库，分析出系泊缆所需的最小重量以及各材料属性参数，以此作为智能化设计的初始方案种群；/n第四步：性能分析及工程与规范约束条件评估：开展浮体与系泊缆的计算，以系泊缆回复力作用能量作为性能优良评估标准，结合船级社规范以及工程经验等约束条件，对每一系泊方案的综合性能进行分析。将浮体的运动约束、系泊形态要求以及不同状态下系泊缆的力学约束加之于计算每一步，在初始阶段将不满足各约束条件的系泊系统方案逐一淘汰，各约束条件贯穿于整个过程；/n第五步：方案优选与种群进化：结合系泊缆力学计算、性能评估与遗传算法于本智能化设计方法中，从初始系泊缆方案开始，生成每一代的方案种群，通过计算与分析评估，形成每一代系泊方案种群的适应值函数，应用算法的遗传算子等进行种群的进化，保留满足条件且适应值高的系泊系统方案个体，淘汰不满足条件或适应值相对较低的方案个体，生成下一代的系泊缆方案种群，通过迭代与不断进化，直至算法收敛并得出最优系泊缆方案；/n第六步：系泊缆方案输出：输出智能化设计所得出的系泊缆方案，并给出详细的方案参数，包括系泊缆的设计长度、系泊半径、海底锚点坐标位置，以及选材的干量、湿重、刚度、破断张力的属性。/n