一、A1479954548789
关键词：受力平衡、力矩平衡、二分法、控制单一变量
一、问题求解
问题一：首先对稳态下的各个物体进行受力分析和力矩分析，而钢管、钢桶和电焊锚链都是刚性物体，利用稳态时物体间的力矩平衡，对每节钢管、钢桶和每节电 焊锚链与海平面的夹角进行求解，建立满足受力平衡和力矩平衡的力学模型。以吃水深度为搜索变量，采用二分法，计算海水深度为时所对应的吃水深度和各物体的倾角，利用MATLAB软件求解。
问题二：利用问题一建立的模型，求解得出的结果不满足实际要求，所以以要求为约束逐步增加重物球的质量，采用二分法向水深进行逼近，求重物球的质量即所需的最小质量。
问题三：需要在问题一的基础上加上对水流力的分析，通过控制单一变量的方式可确定链条的型号为型的电焊锚链。利用遍历法，以锚链长度和重物球质量为决策变量，题目的要求为约束条件求解。
系泊系统的设计问题就是确定锚链的型号、长度和重物球的质量，使得浮标 的吃水深度和游动区域及钢桶的倾斜角度尽可能小。
二、模型评价
1、模型中采用了控制变量法，准确且快速的分析出某两个变量之间的关系，不用采用三维坐标进行描述，思想简单易懂效率高。
2、采用二分法对海水深度进行逼近，以求满足约束条件的浮标吃水深度和重物球的质量，并给出清晰的算法流程图。
三、程序方法
1、for函数
for j=1:(22.05/0.105) %执行j的长度次数，每隔一个取一次值
m1=7*0.105; %对m1赋值
m=[m,m1]; %将m1加到m数组中
end
1.2 if
for i=1:length(m) %循环m的长度次
if i==1 %for循环配合if语句实现复杂逻辑
zhunzhongli=m(i)*g;
zhunzhongli1=[zhunzhongli1,zhunzhongli];
elseif i<=5&&i>=2
........
end
end
1.3 while
for mm1=1200;10:3000
while(1) %一直循环下去，直到遇到break
Ha=fH(q,mm1,hs,v,g,ha); %命令行...
Hb=fH(q,mm1,hs,v,g,hb);
hx=0.5*(ha+hb);
[Hx,phy1]=fH(q,mm1,hs,v,g,hx);
if Ha>hs||Hb<hs%%%无解，hs 表示海深 %镶嵌if语句。
break
end
if Hx>hs
hb=hx;
else
ha=hx;
end
...........
二、A1480042589772
关键词：系泊系统设计、刚体力学方程组、多重搜索算法、多目标优化
一、问题求解
问题一：基于悬链线方程的推导，对锚链线进行微元处理，然后对系泊系统各部分进行受力分析和力矩分析，得到系泊系统平衡时的刚体力学方程组。利用 函数求解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半径。
问题二：基于问题一中的刚体力学方程组，求解得到当海面风速为36m/s，重物球质量为时，钢桶倾角为，从下到上各节钢管的倾斜角度依次为 ，浮标的吃水深度为，游动区域半径为 1。由于其不满足角度约束，故建立以钢桶倾斜角、浮标吃水深度和浮标游动区域半径最小为优化目标的多目标优化模型，对三个目标赋予不同权重。通过多重搜索算法，得到重物球的质量。
问题三：建立多目标优化模型，以锚链种类、长度，重物球质量为决策变量，以钢桶倾斜角、浮标吃水深度和游动区域半径最小为优化目标，约束条件为锚链左侧与海平面夹角不超过。通过多重搜索算法对三个决策变量进行遍历，求解得到当水流速度与距海底高度成正比时，系泊系统的最优设计。
针对系泊系统的设计问题，通过对影响系泊系统的各个部分和浮标进行受力分析和力矩分析，建立使钢桶倾斜角、浮标吃水深度和游动区域半径最小的多目标优化模型，最终得到系泊系统的最优设计
二、程序方法
问题一：
：由于需要进行锚链是否有贴在海底部分的判断，利用MATLAB 的函数及力学方程组函数“方程”和“方程”：其中方程表示锚链存在拖地部分，方程表示锚链不存在拖地部分。对于不存在拖地的情况，需要将原未知量锚链与海底夹角赋值，增加锚链贴在海底的长度为未知量。
：反复设置并调整函数的迭代初始值，当求解方程组返回值 时，表示对于此方程组而言该初始解是可行可取的。
：调用函数，先以“方程”为子程序，对个力学方程求解，并绘出锚链线的形状图。
比较得到的锚链与海底的夹角与的大小，如果锚链与海底夹角小于，则表示锚链会有一段贴在海底地面上。需要再次调用“方程”并计算锚链拖地的长度，并绘出锚链线的形状图。
问题二：
：类似模型一的求解步骤编写函数判断有拖地或无拖地的情况下个力学方程的求解，程序中需要修改风速，重物球质量取决于全局变量的设定。
：编写主程序，计算不同的重物球质量下，满足使用函数对重物球质量从遍历到，求解钢桶钢管倾角、浮标吃水深度、浮标游动区域的半径。通过判断模型中约束指标锚链左侧与海面夹角，钢桶倾角等，选取可行解。
：对目标函数进行无量纲化和归一化：将钢桶倾角、吃水深度、区域半径除以各自最大值，并以不同的权重组合，如加权相加得到不同的优化目标，用函数查找新的优化目标的最优解，得到决策变量值：重物球质量并对不同权重组合下求得的结果进行比较。
问题三：
由于需要进行锚链是否有贴在海底的部分的判断，利用MATLAB的函数以及力学方程组函数“方程”“方程”：其中方程表示锚链存在拖地部分，方程表示锚链不存在拖地部分。
在问题二的基础上，为了方便各子程序中对变量的调用，修改程序中与水流力相关的方程，将重物球质量“”、锚链线密度“”、锚链长度“”作为全局变量。
为了让 MATLAB 自动进行锚链是否拖地的判断，需要编写子程序“”，通过求解力学方程组，对返回值中的锚链与海底夹角是否大于进行判断，得知锚链是否有贴在海底的部分，从而决定使用“方程”或者“方程”再次计算。
编写主程序，以较大精度，使用“”函数对重物球质量、锚链线密度、锚链长度遍历，调用子程序“”，求解钢桶倾角、钢管倾角、吃水深度、区域半径，通过判断约束指标等判断进行筛选得到一系列可行解。
对目标函数进行无量纲化和归一化：将钢桶倾角、吃水深度、区域半径除以各自最大值，并以不同的权重组合加权相加得到优化目标，用“”函数查找新的优化目标的最优解，得到决策变量值：重物球质量“”、锚链线密度“”、锚链长度“”的粗略解。
将精度缩小，仍然按照的方法，查找重物球质量、锚链线密度、锚链长度的最优解。并对不同权重组合下求得的结果进行比较。
修改使用问题一中的算法，对得到的最优重物球质量、锚链线密度、锚链长度，在不同深度下，各点水流速度不同时，水流力与风力夹角不同时，参照模型三进行力学方程组的修改，仿照模型的求解算法可以求解钢桶倾角、吃水深度、区域半径等变量的值，并绘出锚链形状图。
三、A1479866854625
关键词：系泊系统设计、多元非线性方程组、循环遍历法、层次分析法、优化模型
一、问题求解：
问题一：建立系泊系统静力特性分析模型，在平衡状态下用隔离法对系泊系统的各部分进行静力学分析，确定风速与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的关系，采用遍历法求解。进行模型建立，来对浮标的静力学分析，根据平面汇交力系的相关知识，利用静力平衡和力矩平衡，得到相应的平衡方程。在合理范围内采用循环遍历法，得到一组精度较高的解向量，得到相似的结果互为检验。
问题二：对模型一的再应用，采用模型一的计算方法，并计算此种情况下系泊系统的各参数，在模型一的基础上对模型进行加强，确定目标函数，运用模型一中的循环遍历法求出满足约束条件的重物球质量的最小值，进行模型的求解。
问题三：在模型一、二的基础上增加近海水流力，在二维坐标中用静力平衡和力矩平衡对模型一的方程组进行补充，进而确定风速、近海水流速度、锚链型号与长度、重物球质量与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的关系。确定优化指标，用层次分析法确定各指标的权重系数，对三个指标作归一化处理，得到综合优化指标，即为问题三模型的建立，优化目标为综合优化指标尽可能小。采用规范列平均法（和法）求出各指标的权重系数，接着设计系泊系统设计目标：以极限海况下系泊系统正常工作为约束条件，进行系泊系统的静力学分析，在考虑近海水流的情况下，以在海况稳定状况下综合优化指标最小为目标函数，建立优化模型，寻求最优解，并对系泊系统设计结果进行分析。
二、程序方法
1、采用规范列平均法（和法）求出各指标的权重系数，步骤如下：
1）矩阵每一列归一化得到矩阵；
2）将矩阵每一行元素的平均值得到一个一列行的矩阵；
3）矩阵即为所求权重向量。
2、本篇论文更多的应用了物理知识，结合MATLAB软件进行绘制图表分析，从而对问题进行解决。
标签： 优秀论文阅读报告
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