剖面探测浮标上浮运动研究

文章提出一种新的改变剖面探测浮标浮力的结构方法,即通过液压缸的伸长和缩短改变浮标的体积进而改变浮标浮力.给出浮标的结构简图并介绍浮标的控制过程,校核液压缸的推力;用力学分析的方法推导出浮标匀速运动时的速度,并计算出浮标上浮所需要的体积;分两种状态推导出浮标从静止开始上浮直到匀速运动这段过程内的瞬时加速度以及速度方程.     

新型可自动复位浮标设计方法研究

针对已提出的新型可自动复位浮标,计算了浮标可调节范围,推导得出在浮标和平衡块尺寸确定后,其调节范围随初始水位的增大而增大;参考传统浮标计算方法,给出了新型浮标初步设计方法,并对其初稳性和风倾力矩作用下的倾斜角度进行验算,后采用MATLAB进行设计过程编程;结合石臼湖水文条件,给出新型浮标设计实例,分析得到,在满足浮标正常使用的前提下,提高新型浮标平衡配重重量可有效减小浮标的回旋半径,并提高其稳性。     

新型浮式激光雷达测风浮标体选型研究

在海上风剖面测量的过程中,相对于传统的海上测风塔,浮动式激光雷达测风浮标系统具有明显的高灵活性和高性价比的优势,新型浮式激光雷达测风浮标体的结构选型至关个重要。本文简介了三种典型的浮式激光雷达测风浮标,并在此基础上初步设计并给出了四种新型浮式激光雷达测风浮标的选型方案;对四种选型浮标做了完整稳性计算和对比分析;应用AQWA程序在频域范围内,计算并对比分析了四种选型浮标的频域响应特性;忽略风和流仅考虑波浪的作用,对此四种浮标选型方案进行短期预报,并做对比分析。结果表明,三体组合式浮标结构形式综合性能更佳,可以考虑其作为新型浮式激光雷达测风浮标的结构形式。     

卸载浮标系统运动响应分析*

深水卸载浮标系统具有相对较小的排水量和惯性,其系泊缆索的质量、阻尼和刚度会对卸载浮标系统产生非常大的影响,因而对浮标和其系泊系统进行准确的耦合动力响应分析十分重要.应用边界元方法计算浮标的水动力,通过快速傅立叶变换,将频域计算结果变换到时域;基于全量的拉格朗日表述和两节点的等参索单元,应用几何非线性有限元方法和Newmark方法计算了系泊缆索张力;最后应用四阶龙哥库塔法计算浮标及其系泊缆索的时域耦合运动方程,得到浮标运动响应和缆索张力.     

舰载直升机应召搜索时使用特种浮标问题研究

在使用声纳浮标搜索时，水声环境对搜索效能影响很大，通过布设特种浮标可以测得当面海区水声环境，确定浮标工作深度和作用距离。分析了舰载直升机布设特种浮标的方法和布设模型，针对布设时存在的问题提出了改进对策，为舰载直升机应召搜索时使用特种浮标提供参考。     

钢质浮标（浮体）验收办法分析

从验收要求、验收规则、验收程序和验收方法4个方面对钢质浮标（浮体）的验收办法进行了分析,为了方便浮标使用单位做好钢质浮标（浮体）验收记录工作、界定停止验收的条件,编制了钢质浮标（浮体）验收记录表,使验收工作具有了可操作性。     

GPS在海上航标监控系统中的应用研究

介绍应用GPS及现代无线通信技术设计的海上航标监控系统的组成。着重论述利用GPS进行浮标位置监测、撞击判断的原理,并根据实际测量的数据和航标装设规范,推导了相应的算法,给出了判断准则,研究了利用DGPS改善定位精度的实现技术。     

浮标倾角测量中误差补偿方法

介绍一种浮标遥测遥控终端的倾角测量误差补偿方法。该系统主要由三轴加速度传感器、MCU处理器和电源模块组成。对其硬件电路和软件电路进行了完整的设计,通过精细的调试测试,使测量得到的倾角值的误差范围在0°~1°之间,方法简单,实用性强。     

三体组合式FLiDAR浮标概念设计及幅频运动特性研究

海上激光雷达测风浮标系统在使用的灵活性、测风能力和成本等方面,相对于海上测风塔具有绝对优势,能够更好地满足海上风剖面测量的发展需求。针对浮动式激光雷达测风浮标(FLiDAR Buoy)系统的研发,提出新型三体组合式激光雷达测风浮标体的概念设计,并研究了其幅频运动特性。考虑测风浮标的稳性、运动响应和设备搭载的要求,对浮标体的结构及技术性能进行概念设计,并对主要搭载设备进行布置;在风浪联合作用下,对浮标体的完整稳性进行计算和分析,依据规则对其稳性衡准数K进行校核;忽略浮标体甲板以上的结构建立水动力模型,采用三维势流理论和Morison公式,计算分析浮标体的幅频运动响应特性,重点研究了浪向、水深和单体间距对浮标体RAOs的影响。结果表明,新型的浮标体设计较为合理,幅频运动性能良好,满足稳性的要求,浪向和单体间距对其RAOs影响较大,水深变化对其影响较小。     

深水作业浮标系泊系统研究与设计

以工作在我国南海海域、工作水深为500 m的深水浮标为研究对象,采用理论分析和数值计算的研究方法 ,对其系泊系统进行了研究设计,在满足相关要求的前提下对浮标外形进行总体设计,并对浮标的水动力系数及波浪载荷展开研究,根据浮标的水动力性能,利用锚泊分析软件对浮标作业状态进行数值模拟分析,最后根据API规范对系泊链进行强度校核,经过优化设计研究出一套稳定可靠的系泊系统。     

海上智能交通系统体系的构建与实现

海上智能交通系统构建的关键是实现船舶航行自动化和对海上交通能够实行有效的管理，从宏观角度可归结为船舶的避碰。但以往的避碰研究都对信息的交流考虑不够。基于系统的思想，我们认为把协商决策引入船舶避碰才能发挥系统整体的最佳效能，提出了建立海上智能交通系统的框架与结构体系，并探讨了其具体实现及关键技术和问题。最后对其未来发展进行展望，给出了相关建议。     

海洋机动浮标机电测控系统的设计

为克服锚系浮标只能在固定站位进行海洋环境观测的不足,研发了一种可以移动的无人海洋监测平台——海洋机动浮标,本文介绍了海洋机动浮标的总体结构,构建了机动浮标的机械结构模型,设计了机动浮标测控系统,叙述了机动浮标数据通信、运动控制以及机动浮标测控系统的人机界面,并给出了机动浮标在湖中测试的实例。通过本文工作可以发现海洋机动浮标具有自主地在较大区域开展海洋环境观测等能力,对于获取大范围的海洋环境信息具有较重要价值。     

Theoretical,experimental and numerical investigations into nonlinear motion of a tethered-buoy system

In this paper, we discuss nonlinear motion of a buoy connected vertically to the seabed via a tensioned tether (tethered-buoy). A series of scaled model tests has been conducted and a significant nonlinear behavior of the buoy motion, sub-harmonic motion in particular, is observed. Taking account of the influence of time-varying tether tension on the buoy motion, theoretical explanation is made for the sub-harmonic response. The stability of the tethered-buoy system is focused based on Mathieu instability theory. A strongly coupled numerical model between the buoy motion and the tether behavior is established to clarify the mechanism of the nonlinear motion of the tethered-buoy system. A comparison between the experiment data and simulation results is presented not only for the linear but also for the sub-harmonic components. Influential factors for the sub-harmonic motion are discussed in detail. It turned out that the sub-harmonic motion is dominated by the nonlinear coupling effect of time-varying tension in the tether with the buoy motion. Finally, the influential factors to the sub-harmonic motion are indicated throughout the comparison between two different buoy models.     

GPS声呐浮标定位系统研究

介绍GPS声呐浮标定位系统的组成及工作原理。相对于传统声呐浮标,GPS声呐浮标会使浮标电路功耗增大。但受浮标结构和体制所限,单枚浮标所携带的能量有限,为保证浮标的正常工作时间,系统中增加了一个电源管理模块电路来控制浮标工作的启动时间以减少不必要的电路功耗。     

单点系泊海洋资料浮标的动力分析

本文在静力计算的基础上，应用三维势流理论数值计算程序计算浮标体的附加质量（矩）、阻尼系数和所受波浪力。采用美国数据浮标中心（NDBC）提出的分析方法，即将锚泊线动力方程线性化，并考虑到锚泊线与浮标体之间相互耦合的关系，在频率域中对单点系泊浮标进行了动力分析。文中还提出了当锚泊线中间有集中质量（悬挂重量或浮球）时相应的处理方法，因而不仅适用于简单的单点系泊浮标的动力分析，也适用于水平系泊浮标的动力分析。文中对三种典型的海洋资料浮标进行了考核计算，计算结果与试验结果比较有较好的一致性。     

浮标系泊结构的参数优化匹配方法研究

针对浅海浮标系泊结构姿态控制问题,进行系统参数优化匹配计算方法研究.首先进行系泊结构力学分析,建立系统的力和力矩平衡方程,推导出系泊系统状态的描述方程;采用系泊系统起锚角和检测设备舱的倾斜角度为约束条件,取锚链型号和重物球质量作为设计变量,建立锚链的垂直高度相对误差最小为目标的系统参数优化匹配的数学模型;用最小二乘法求解非线性方程组,进行分层变量优化计算.所提出的系泊系统结构参数优化计算方法可为浮标系泊系统结构设计提供理论依据.     

深水浮式生产储油装置（FPSO）外输油浮筒系统研究

基于西非、东南亚等热带海域的多点系泊FPSO（浮式生产储油装置）不具备风标效应的特点,为避免串靠外输油时FPSO与穿梭油船相撞,FPSO可采用外输油浮筒系统。主要阐述了该输油系统的基本组成要素,浮筒的功能、结构和设备,浮筒锚泊定位系统以及FPSO与浮筒问输油管线的设计要点和分析方法等,旨在为南海及海外深水油气资源的开发提供指导与参考。     

深海平台复合单系泊缆形状和张力分析

以一工作水深为310 m的转塔式浮式生产存储系统为例研究了复合单系泊缆索静力特性的计算方法,用C++编写了基于悬链线方程式的深海平台系泊缆形状和张力的分析计算程序,计算并分析了复合单缆在无浮筒重物、只有浮筒、只有重物、既有浮筒又有重物四种情况下的形状和张力,为动力计算提供条件。本方法简单直观,并且完成一次计算所耗时间不到1 s,特别适合于需要多次迭代计算复杂系泊系统静力特性的等效水深截断系统优化设计。