CN113704965A - 浮托安装荷载转移过程动态模拟分析方法 - Google Patents
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Abstract
一种浮托安装荷载转移过程动态模拟分析方法，包括：建立浮托驳船荷载转移作业过程运动模型；提取浮托驳船荷载转移作业过程运动模型中的浮托驳船准静态平衡位置响应相关项，建立荷载转移阶段准静态平衡方程；求解所述荷载转移阶段准静态平衡方程；提取浮托驳船荷载转移作业过程运动模型中的浮托驳船非稳态水动力荷载相关项及动态响应相关项，建立荷载转移阶段浮托驳船非稳态水动力荷载及动态响应相关项平衡方程；求解所述荷载转移阶段浮托驳船非稳态水动力荷载及动态响应相关项平衡方程。本发明的模拟准确性相对离散模拟方法明显提高，利于操作人员最优匹配浮托驳船和作业海况，降低作业风险。
Description
技术领域
本发明属于海洋工程安装技术领域，尤其涉及一种浮托安装荷载转移过程动态模拟分析方法。
背景技术
浮托安装方法是为了解决传统海上吊装作业起吊能力不足和对接调试周期长等问题而设计的一种安装技术。随着海洋平台大型化、集成化的发展趋势，这种方法已经成为目前万吨级海洋平台上部组块整体安装的最佳解决方案。大型海洋平台上部组块一体式浮托安装作业主要包括四个主要过程：(1)进船：浮托驳船驶入基础结构槽口；(2)预对接：上部组块插尖与桩腿耦合装置对中；(3)荷载转移：通过浮托驳船压载或者液压升降系统完成上部组块重量从浮托驳船到基础支撑结构的转移；(4)退船：浮托驳船退出槽口。
浮托安装作业需要选择合适的海上作业环境条件，保障安装过程的作业安全。选择过程主要依赖于浮托安装作业处理器的模拟过程分析，基于分析获得的数据判定海上作业环境是否满足安全作业条件。浮托安装作业时，上述过程(3)的分析尤为重要，但是由于过程(3)中涉及船体、上部组块和基础结构之间的复杂多体相互作用，上部组块荷载转移会引起浮托驳船平衡位置(吃水)的显著变化，这将会引入非常复杂的非稳态物面水动力荷载分析。现有技术中的常见模拟处理器分析算法为准静态计算方法(应用于浮托安装分析软件例如Aqwa、Sima和Moses)，即将连续荷载转移过程离散为多个阶段，在每一个阶段内进行稳态水动力荷载分析。这种算法未能实现作业过程的真实动态模拟，忽略了动态连续作业过程的惯性荷载，响应结果存在一定误差，进一步可能导致海上作业环境窗口判断存在误差，增加实际作业安全风险。
本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明针对现有浮托安装荷载转移过程分析时所依赖的准静态分析技术，无法实现非稳态物面水动力荷载模拟，忽略动态连续作业过程的惯性荷载，响应结果存在误差，可能加剧海上作业环境窗口判断误差，存在作业安全风险的问题，设计并提供一种浮托安装荷载转移阶段动态模拟分析方法，为工程人员海上作业环境窗口选择提供可靠数据支撑。
为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：
一种浮托安装荷载转移过程动态模拟分析方法，所述动态模拟分析方法包括以下步骤：建立浮托驳船荷载转移作业过程运动模型：
其中，xs为准静态平衡位置响应向量，xd为动态响应向量，FW为入射波浪荷载，FR为辐射波浪荷载，FHS为静水回复力，FMs为准静态系泊系统荷载，FMd为动态系泊系统荷载，FCs为准静态驳船接触荷载，FCd为动态驳船接触荷载，M为浮托驳船质量矩阵，FB为浮托驳船浮力，FG为浮托驳船重力，t为当前时刻；提取浮托驳船荷载转移作业过程运动模型中的浮托驳船准静态平衡位置响应相关项，建立荷载转移阶段准静态平衡方程，所述荷载转移阶段准静态平衡方程为：
0＝FMs(xs,t)+FCs(xs,t)+FB(xs,t)+FG(t)；
求解所述荷载转移阶段准静态平衡方程；提取浮托驳船荷载转移作业过程运动模型中的浮托驳船非稳态水动力荷载相关项及动态响应相关项，建立荷载转移阶段浮托驳船非稳态水动力荷载及动态响应相关项平衡方程，所述荷载转移阶段浮托驳船非稳态水动力荷载及动态响应相关项平衡方程为：
求解所述荷载转移阶段浮托驳船非稳态水动力荷载及动态响应相关项平衡方程。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明所提供的浮托安装荷载转移过程动态模拟分析方法，可以有效地提高计算效率，根据非稳态物面边界条件模拟得到的水动力荷载各项统计值均明显增加，充分考虑作业荷载转移过程惯性荷载的影响，准确捕捉荷载转移过程真实响应状态，准确性相对离散模拟方法明显提高，利于操作人员最优匹配浮托驳船和作业海况，降低作业风险。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的浮托安装荷载转移过程动态模拟分析方法一种实施例的流程图；
图2为采用三角形网格和/或四边形网格离散物面的结构示意图；
图3为将更新后的、高于水面的网格节点的垂向坐标(z坐标)全部取零时的示意图；
图4为非稳态物面与定常物面边界条件下静水恢复力系数归一化处理后的对比图；
图5为根据垂荡自由度非稳态物面和定常物面边界条件求得一阶时域波浪力的第一种统计结果示意图；
图6为根据垂荡自由度非稳态物面和定常物面边界条件求得一阶时域波浪力的第二种统计结果示意图；
图7为根据垂荡自由度非稳态物面和定常物面边界条件求得一阶时域波浪力的第三种统计结果示意图；
图8为荷载转移过程中浮托驳船非稳态连续动力响应的示意图；
图9示出连续动态模拟方法与分阶段准静态模拟方法的区别。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明针对现有浮托安装荷载转移过程分析时所依赖的准静态分析技术，无法实现非稳态物面水动力荷载模拟，忽略动态连续作业过程的惯性荷载，响应结果存在误差，可能加剧海上作业环境窗口判断误差，存在作业安全风险的问题，设计并提供一种浮托安装荷载转移过程动态模拟分析方法，以辅助作业人员实现海上作业环境条件和浮托驳船的最优匹配，提升作业安全性。
图1示出了浮托安装荷载转移过程动态模拟分析方法一种实施例的流程图，如图1所示，具体包括以下步骤：
步骤S1：建立浮托驳船荷载转移作业过程运动模型。
建立浮托驳船荷载转移作业过程运动模型具体包括以下步骤：
步骤S11：通过受力分析，浮托驳船荷载转移作业过程的原始运动模型由式(1)表示：
其中，FW为入射波浪荷载，FR为辐射波浪荷载，FHS为静水回复力、FM为系泊系统荷载，FC为驳船接触荷载，FB为浮托驳船浮力、FG为浮托驳船重力。
在初始时刻(t＝0)，浮托驳船处于初始静平衡位置；由式(1)可知，初始时刻浮托驳船受力满足式(2)：
0＝FM(0)+FC(0)+FB(0)+FG(0) (2)
对于上部组块荷载转移过程来说，波浪作用下浮托驳船非稳态运动响应x，即浮托驳船的偏移，可以分解并由准静态平衡位置响应向量xs和动态响应向量xd表示；其中，准静态平衡位置响应向量xs由上部组块荷载转移引起，动态响应向量xd由外部环境荷载以及惯性力引起。
在当前时刻t，波浪作用下浮托驳船非稳态运动响应可以由式(3)表示：
x(t)＝xs(t)+xd(t) (3)
进一步将系泊系统荷载FM分解为准静态系泊系统荷载FMs和动态系泊系统荷载FMd；并将驳船接触荷载FC分解为准静态驳船接触荷载FCs和动态驳船接触荷载FCd。
步骤S12：将分解后的波浪作用下浮托驳船非稳态运动响应、系泊系统荷载以及驳船接触荷载代入式(1)，可以得到式(4)，式(4)即浮托驳船荷载转移作业过程运动模型：
步骤S2：提取浮托驳船荷载转移作业过程运动模型中的浮托驳船准静态平衡位置响应相关项。浮托驳船准静态平衡位置响应相关项包括：准静态系泊系统荷载FMs、准静态驳船接触荷载FCs、浮托驳船浮力FB和浮托驳船重力FG；建立荷载转移阶段准静态平衡方程，荷载转移阶段准静态平衡方程中各项表示为准静态平衡位置响应向量xs的相关函数，系统准静态平衡方程如式(5)所示：
0＝FMs(xs,t)+FCs(xs,t)+FB(xs,t)+FG(t) (5)
步骤S3：求解所述荷载转移阶段准静态平衡方程。
具体来说，求解式(5)包括以下步骤：
步骤S31：选取设定时间步；
步骤S32：迭代获取每一个所述设定时间步对应的准静态平衡位置响应向量，并对浮托驳船每一时间步对应的准静态平衡位置响应向量xs进行多步迭代；
步骤S33：根据每一迭代时间步内浮托驳船准静态平衡位置响应向量xs分别求解准静态系泊系统荷载FMs和准静态驳船接触荷载FCs，求解准静态系泊系统荷载FMs和准静态驳船接触荷载FCs可以选用现有技术中公开的数值分析方法，在此不对具体的数值分析方法进行限定。
步骤S34：对于浮托驳船浮力FB(xs,t)，由于浮托驳船浮力FB(xs,t)会由于非稳态物面产生一定非线性，本发明优选公开一种通过直接湿表面静水压力积分方法计算浮托驳船实时浮力。具体来说计算浮托驳船动态实时浮力采用式(6)：
其中ps为静水压强，n为网格单元外法线方向矢量，S0(xs)为湿表面网格。
在本实施例中，湿表面网格为采用直接归零方法重建湿表面网格，重建湿表面网格与每一个设定时间步的浮托驳船准静态平衡位置响应向量xs对应，即在每一个设定时间步内，需要获取一次重建湿表面网格。
具体来说，所述重建湿表面网格通过以下方法得到：
步骤S341：采用三角网格和/或四边形网格离散物面，每一个三角网格和/或四边形网格的角点为一个网格节点；记录初始时刻浮托驳船湿表面中各个网格对应的网格节点的位置，即记录初始时刻浮托驳船湿表面每个网格对应的网格节点的节点坐标，如图2所示。
步骤S342：根据每一个设定时间部内浮托驳船运动状态更新湿表面网格节点的位置：
其中
为初始时刻每个网格节点坐标，i为每一个网格对应的顺序编号,ξs为准静态平衡位置响应向量的平动矢量，αs为准静态平衡位置响应向量的转动矢量，r为单元径向量。
步骤S343：将更新后的、高于水面的网格节点的垂向坐标(z坐标)全部取零，其它维度坐标保持不变，得到高于水面的网格节点的动态网格节点坐标；按照网格节点的顺序由动态网格节点坐标构成动态网格(网格节点垂向坐标取零的过程如图3所示)。示例性的，以一个四边形网格为例，其具有四个角点ABCD，即四个网格节点。初始状态下，四个网格节点建模的顺序为A、C、B、D，其中A、B、C网格节点高于水面，即将A、B、C网格节点的垂向坐标取零得到动态网格节点坐标，并按照A、C、B、D的顺序重建。即采用A、B、C动态网格节点坐标和D的网格节点坐标，构建出该四边形网格对应的动态网格。
步骤S344，对湿表面中的每个网格逐一重建，得到重建湿表面网格。
设定重建湿表面网格为准静态平衡位置响应向量湿表面网格，通过直接湿表面静水压力积分方法计算当前设定时间步内的浮托驳船浮力FB(xs,t)。
步骤S35：浮托驳船重力FG(t)可以通过测量值获得。
从而求解出荷载转移阶段准静态平衡方程中的各项，即完成荷载转移阶段准静态平衡方程求解。
步骤S4，提取式(4)中的浮托驳船非稳态水动力荷载及动态响应相关项，建立荷载转移阶段浮托驳船非稳态水动力荷载及动态响应相关项平衡方程：
步骤S5：求解浮托驳船非稳态水动力荷载及动态响应相关项平衡方程，具体包括：
步骤S51：建立浮托驳船准静态平衡位置响应向量对应的水动力系数数据库，所述水动力系数数据库包括但不限于入射波浪力、静水回复力和辐射波浪力。
步骤S52：求解入射波浪荷载FW
求解入射波浪荷载包括以下步骤：
S521：采用线性叠加理论，将波浪谱S(ω)转化为时程波面η(t)：
其中ζj代表不同叠加规则波波高，ωj代表不同叠加规则波频率，εj为随机相位；
时程入射波浪荷载可表示为式(11)：
其中xs,t代表t时刻浮托驳船准静态平衡位置响应向量，fWj(ω,xs,t)代表在xs,t物面的频域入射波浪荷载系数。
利用常用数值分析方法即可以求解入射波浪荷载FW。
步骤S522:求解静水回复力FHS
时程静水回复力可表示为式(12)：
FHS(t)＝-KHS(xs,t)xd (12)
其中KHS(xs,t)代表在xs,t物面的频域静水回复力系数矩阵。
步骤S523：求解辐射波浪荷载FR
求解辐射波浪荷载FR包括以下步骤：
时程辐射波浪荷载可表示为式(13)：
其中，A∞(xs,t)为xs,t物面的无穷大频率附加质量矩阵，同时定义时刻τ，表示0～t之间的前序时间序列，卷积项代表了流体记忆延迟效应，为浮托驳船τ时刻运动产生的辐射势在当前t时刻产生的辐射波浪力，K(t,xs,τ)为延迟函数。
K(t,xs,τ)可由式(14)计算得到：
其中B(ω,xs,τ)为附加阻尼系数。
附加阻尼系数B(ω,xs,τ)可以由式(15)计算得到：
其中辐射势φR(x,y,z,xs,τ)为浮体τ时刻物面xs,τ运动产生的辐射势，其在当前t时刻xs,t物面积分,Im表示取虚部。
考虑到在水动力系数数值求解中无法得到辐射势在全域内的解析解，因而，优选的，本实施例采用式(16)计算附加阻尼系数B(ω,xs,τ)：
即采用φR(x,y,z,xs,τ)在物面xs,τ积分与φR(x,y,z,xs,t)在物面xs,t的积分平均得到附加阻尼系数B(ω,xs,τ)。
步骤S524：动态系泊系统荷载FMd(t)采用悬链线方程求解。采用悬链线方程求解动态系泊系统荷载FMd(t)是本领域技术人员所公知的，不是本发明的保护重点，在此不再赘述。动态系泊系统荷载还可以采用其它的数值方法求解，在此不再进一步限定。
步骤S525：动态驳船接触荷载FCd(t)采用弹簧阻尼模型模拟求解。采用弹簧阻尼模型模拟求解动态驳船接触荷载FCd(t)是本领域技术人员所公知的，不是本发明的保护重点，在此不再赘述。动态驳船接触荷载还可以采用其它的数值方法求解，在此不再进一步限定。
对于式(8)中的各项，还可以采用龙格库塔数值方法求解。
从而求解出式(8)中各项，即完成荷载转移阶段浮托驳船非稳态水动力荷载及动态响应相关项平衡方程的求解。
在每一个设定时间步中，根据准静态平衡位置更新浮体质量矩阵，具体如式(17)和式(18)所示：
其中，m’为浮托驳船质量，(xg,yg,zg)为浮托驳船初始平衡位置重心坐标，(xgs,ygs,zgs)浮托驳船发生准静态平衡位置偏移后的重心坐标,(x’s,y’s,z’s)为准静态平衡位置响应向量xs对应的浮体准静态平衡位置坐标；R为浮托驳船关于角标对应坐标轴的转动半径。
以下给出应用本发明所提出的过程方法的具体算例。
设定过程(3)荷载转移在150s时开始，设定迭代时间步为0.01s，设定总作业时长300s。
采用Jonswap谱设定作业海况，设定作业海况包括：设定横浪向波浪参数有效波高为0.5米，谱峰周期6.7s，设定20组不同波浪相位。
示例性的，在荷载转移阶段准静态平衡方程的基础上，按照步骤S34计算浮托驳船浮力FB(xs,t)，根据实验结果，误差可以控制在1％以内，并且在计算过程中可以避免自由水面处网格浸水形态和与自由水面交叉点的判断与计算，有效提高浮托驳船浮力FB(xs,t)的计算效率。具体如表1所示：
进一步的将非稳态物面与定常物面边界条件下静水恢复力系数归一化处理后进行对比，可以得到横摇静水恢复力系数增幅超过20％，如图4所示。根据垂荡自由度非稳态物面和定常物面边界条件求得一阶时域波浪力统计结果，如图5至图7所示，表明非稳态物面边界条件模拟得到的波浪力统计值包括最大值、标准差和有效值均明显增加，其中有效值增幅超10％。图8示出了荷载转移过程中浮托驳船非稳态连续动力响应，其中准静态响应表征了在浮托安装作业荷载转移过程(3)中，因上部组块重量转移浮体平衡位置的变化，动态响应向量表征波浪作用下浮托驳船的运动，叠加实现荷载转移非稳态过程响应。图9结果表明了连续动态模拟方法与分阶段准静态模拟方法的区别。由于作业过程惯性荷载的影响，在荷载转移完成时刻会导致浮体运动的增加，采用连续动态方法可以准确捕捉该过程真实响应状态。随着时间步进，作业过程惯性荷载逐渐趋于0值，两种方法结果趋于一致。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种浮托安装荷载转移过程动态模拟分析方法，其特征在于，
所述动态模拟分析方法包括以下步骤：
建立浮托驳船荷载转移作业过程运动模型：
其中，xs为准静态平衡位置响应向量，xd为动态响应向量，FW为入射波浪荷载，FR为辐射波浪荷载，FHS为静水回复力，FMs为准静态系泊系统荷载，FMd为动态系泊系统荷载，FCs为准静态驳船接触荷载，FCd为动态驳船接触荷载，M为浮托驳船质量矩阵，FB为浮托驳船浮力，FG为浮托驳船重力，t为当前时刻；
提取浮托驳船荷载转移作业过程运动模型中的浮托驳船准静态平衡位置响应相关项，建立荷载转移阶段准静态平衡方程，所述荷载转移阶段准静态平衡方程为：
0＝FMs(xs,t)+FCs(xs,t)+FB(xs,t)+FG(t)；
求解所述荷载转移阶段准静态平衡方程；
提取浮托驳船荷载转移作业过程运动模型中的浮托驳船非稳态水动力荷载相关项及动态响应相关项，建立荷载转移阶段浮托驳船非稳态水动力荷载及动态响应相关项平衡方程，所述荷载转移阶段浮托驳船非稳态水动力荷载及动态响应相关项平衡方程为：
求解所述荷载转移阶段浮托驳船非稳态水动力荷载及动态响应相关项平衡方程。
2.根据权利要求1所述的浮托安装荷载转移过程动态模拟分析方法，其特征在于，
求解所述荷载转移阶段准静态平衡方程包括：
选取设定时间步；
迭代获取每一个所述设定时间步对应的准静态平衡位置响应向量；
求解每一个所述设定时间步对应的准静态平衡位置的准静态系泊系统荷载FMs(xs,t)以及准静态驳船接触荷载FCs(xs,t)；
求解浮托驳船重力FB(xs,t)。
3.根据权利要求2所述的浮托安装荷载转移过程动态模拟分析方法，其特征在于：
求解浮托驳船浮力FB(xs,t)包括以下步骤：
采用三角形网格和/或四边形网格离散物面，每一个三角网格和/或四边形网格的角点为一个网格节点；记录初始时刻浮托驳船湿表面每个网格对应的网格节点的位置；
根据每一个所述设定时间步内浮托驳船运动状态更新湿表面网格节点的位置：
其中
为初始时刻每个网格节点的位置，i为每一个网格对应的顺序编号,ξs为准静态平衡位置响应向量的平动矢量，αs为准静态平衡位置响应向量的转动矢量，r为单元径向量；
将更新后的、高于水面的网格节点的垂向坐标(z坐标)全部取零，其它维度坐标保持不变，得到高于水面的网格节点的动态网格节点坐标；按照网格节点的顺序由动态网格节点坐标构成动态网格；；
对湿表面中的每个网格逐一重建，得到重建湿表面网格；
设定重建湿表面网格为准静态平衡位置响应向量湿表面网格，通过直接湿表面静水压力积分方法计算当前设定时间步内的浮托驳船浮力FB(xs,t)；
其中，ps为静水压强，n为网格单元外法线方向矢量，S0(xs)代表准静态平衡位置响应向量对应的湿表面网格。
4.根据权利要求1所述的浮托安装荷载转移过程动态模拟分析方法，其特征在于：
求解所述荷载转移阶段浮托驳船非稳态水动力荷载及动态响应相关项平衡方程前，还包括以下步骤：
根据准静态平衡位置响应向量建立水动力系数数据库。
5.根据权利要求1所述的浮托安装荷载转移过程动态模拟分析方法，其特征在于：
求解荷载转移阶段浮托驳船非稳态水动力荷载及动态响应相关项平衡方程包括：求解入射波浪荷载FW；
求解入射波浪荷载FW包括以下步骤：
采用线性叠加理论，将波浪谱S(ω)转化为时程波面η(t)；
其中ζj代表不同叠加规则波波高，ωj代表不同叠加规则波频率，εj为随机相位；
入射波浪荷载为：
其中xs,t代表t时刻浮托驳船准静态平衡位置响应向量，fWj(ω,xs,t)代表在t时刻浮托驳船准静态平衡位置响应向量对应的物面的频域入射波浪荷载系数。
6.根据权利要求1所述的浮托安装荷载转移过程动态模拟分析方法，其特征在于：
求解荷载转移阶段浮托驳船非稳态水动力荷载及动态响应相关项平衡方程包括：求解辐射波浪荷载FR；
求解辐射波浪荷载FR包括以下步骤：
辐射波浪荷载FR表示为：
其中，A∞(xs,t)为t时刻浮托驳船准静态平衡位置响应向量对应的物面的无穷大频率附加质量矩阵，时刻τ表示表示0～t之间的前序时间序列，卷积项为浮托驳船τ时刻运动产生的辐射势在当前t时刻产生的辐射波浪力，K(t,xs,τ)为延迟函数。
7.根据权利要求6所述的浮托安装荷载转移过程动态模拟分析方法，其特征在于：
延迟函数K(t,xs,τ)由下式计算得到：
其中B(ω,xs,τ)为附加阻尼系数。
8.根据权利要求6所述的浮托安装荷载转移过程动态模拟分析方法，其特征在于：
附加阻尼系数B(ω,xs,τ)由下式计算得到：
其中，辐射势φR(x,y,z,xs,τ)为浮托驳船τ时刻物面xs,τ运动产生的辐射势，Im表示取虚部。
9.根据权利要求6所述的浮托安装荷载转移过程动态模拟分析方法，其特征在于：
附加阻尼系数B(ω,xs,τ)由下式计算得到：
其中，辐射势φR(x,y,z,xs,τ)为浮托驳船τ时刻物面xs,τ运动产生的辐射势，辐射势φR(x,y,z,xs,t)为浮托驳船t时刻物面xs,t运动产生的辐射势。
10.根据权利要求1所述的浮托安装荷载转移过程动态模拟分析方法，其特征在于：
根据每一个设定时间步对应准静态平衡位置更新浮托驳船质量矩阵M
其中，m’浮托驳船质量，(xg,yg,zg)为浮托驳船初始平衡位置重心坐标，(xgs,ygs,zgs)浮托驳船发生准静态平衡位置偏移后的重心坐标,(x’s,y’s,z’s)为准静态平衡位置响应向量xs对应的浮体准静态平衡位置坐标，R为浮托驳船关于角标对应坐标轴的转动半径。
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