悬链式浮筒单点系泊系统(Catenary Anchor Leg Mooring)使用一个大直径圆柱形浮筒作为主体,通过悬链式锚链固定在海底基础上。油轮用缆绳系泊在浮筒转臂的系泊臂架上,在风、浪、流的联合作用下,油轮可以绕系泊点转动。CALM系统属于柔性非线性结构,与大型船舶系泊时的双浮体耦合水动力响应问题十分复杂,单点系泊系统固有的非线性导致对油轮的动态响应表现出非线性动力学和不稳定性相关特征,水平运动甚至会变得混沌不可预测。该系统可在外海作为输运码头使用,目前在我国仅有一套进口装置。我国并未完全具备CALM自主设计能力,其原因之一是未能完全把握CALM系统在风、浪、流的联合作用下的动力响应规律。采用物理模型试验方法,以拟建东营30万吨级原油进口泊位工程为研究对象,对系统在风、浪、流的联合作用下的动力响应问题开展研究,重点探讨该系统的自存能力、CALM系泊30万吨级油轮运动规律和允许作业标准。研究结果表明:(1)CALM系泊30万吨级油轮系统具有很强的自存能力。有效波高3.5m,周期8s的风浪场中,船舶系泊缆绳和CALM锚泊缆索依然具有4~5倍的安全系数。有效波高Hs=6m、谱峰周期Tp=10.4s;流速1.2m/s;风速27.9m/s的动力组合作用下,6根锚索完整时,与锚链破断强度(考虑腐蚀)比较,有约3倍安全系数。6根锚索中断裂1根时,安全系数降低为2.0左右。(2)CALM系泊30万吨级油轮系统具有很强的海洋动力自适应能力,波浪水流和风不同向时,系统会自动调整为处于动平衡方向系泊状态。但船后沿系泊缆方向的拖轮是必要的,它可有效减小船舶的运动幅度。风速和流速的增大对船舶纵移运动影响最为显著(增大缆绳和部分缆索张力)而对船舶其它运动分量的影响不显著。(3)浮筒锚索出现单根断裂后,相邻锚索张力约增大30%左右。船舶运动量最大值变化主要以横移和纵移运动分量为主,其它运动分量变化不大。横移和纵移运动分量增大幅度分别约为8%和25%左右。(4)CALM系泊30万吨级油轮系统允许作业标准受控于系泊水域水深。当30万吨级船舶满载,海图水深26米以上时,由船舶运动和约束系统限定的作业动力条件非常宽泛:流速不超过2.5节、风速9级情况下,可允许在不超过Hs=3m、谱峰周期Tp=10s的风浪场中作业。海图水深限定在24.5米水域时,作业动力条件受控于船舶触底,建议该水深条件下船舶减载系泊:当减载chb1吃水至21米时,仍可在水深26m同等动力条件下作业。