1、近淺海觀測網(wǎng)的傳輸節(jié)點由浮標系統(tǒng)、系泊系統(tǒng)和水聲通訊系統(tǒng)組成（如圖 1所示）。某型傳輸節(jié)點的浮標系統(tǒng)可簡化為底面直徑2m、高2m的圓柱體，浮 標的質量為1000kg。系泊系統(tǒng)由鋼管、鋼桶、重物球、電焊錨鏈和特制的抗拖 移錨組成。錨的質量為600kg，錨鏈選用無檔普通鏈環(huán)，近淺海觀測網(wǎng)的常用型 號及其參數(shù)在附表中列出。鋼管共4節(jié)，每節(jié)長度1m，直徑為50mm，每節(jié)鋼 管的質量為10kg。要求錨鏈末端與錨的鏈接處的切線方向與海床的夾角不超過 16度錯誤！未找到引用源。，否則錨會被拖行，致使節(jié)點移位丟失。水聲通訊 系統(tǒng)安裝在一個長1m、外徑30cm的密封圓柱形鋼桶內(nèi)，設備和鋼桶總質量為 100kg。

2、鋼桶上接第4節(jié)鋼管，下接電焊錨鏈。鋼桶豎直時，水聲通訊設備的工 作效果最佳。若鋼桶傾斜，則影響設備的工作效果。鋼桶的傾斜角度（鋼桶與豎 直線的夾角）超過5度時，設備的工作效果較差。為了控制鋼桶的傾斜角度，鋼 桶與電焊錨鏈鏈接處可懸掛重物球。海平面 鋼管/ ，鋼桶 錨吃/ 重物球 /海床圖1傳輸節(jié)點示意圖（僅為結構模塊示意圖，未考慮尺寸比例）系泊系統(tǒng)的設計問題就是確定錨鏈的型號、長度和重物球的質量，使得浮標 的吃水深度和游動區(qū)域及鋼桶的傾斜角度盡可能小。問題1某型傳輸節(jié)點選用II型電焊錨鏈22.05m，選用的重物球的質量為 1200kg。現(xiàn)將該型傳輸節(jié)點布放在水深18m、海床平坦、海水密度為 1

3、.025x103kg/m3的海域。若海水靜止，分別計算海面風速為12m/s和24m/s時鋼 桶和各節(jié)鋼管的傾斜角度、錨鏈形狀、浮標的吃水深度和游動區(qū)域。問題2在問題1的假設下，計算海面風速為36m/s時鋼桶和各節(jié)鋼管的傾 斜角度、錨鏈形狀和浮標的游動區(qū)域。請調(diào)節(jié)重物球的質量，使得鋼桶的傾斜角 度不超過5度，錨鏈在錨點與海床的夾角不超過16度。問題3由于潮汐等因素的影響，布放海域的實測水深介于16m20m之間。 布放點的海水速度最大可達到1.5m/s、風速最大可達到36m/s。請給出考慮風力、 水流力和水深情況下的系泊系統(tǒng)設計，分析不同情況下鋼桶、鋼管的傾斜角度、 錨鏈形狀、浮標的吃水深度和游動區(qū)域。說明近海風荷載可通過近似公式F=0.625xSv2(N)錯誤！未找到引用源。計 算，其中S為物體在風向法平面的投影面積(m2)，v為風速(m/s)。近海水流力 可通過近似公式F=374xSv2(N)計算，其中S為物體在水流速度法平面的投影面 積(m2)，v為水流速度(m/s)。附表錨鏈型號和參數(shù)表型號長度(mm)單位長度的質量(kg/m)I783.2II1057III12012.5IV15019.5V18028.12表注：長度是指每節(jié)鏈環(huán)的長度。(D蒼 E)含 uCDl