新型蓄能器浮标上浮运动水动力性能研究

基于深海大洋在地球气候系统中的重要作用,国际上陆续提出并实施了一系列以深海大洋为核心的重大研究计划,目前自沉式剖面浮标因具备高分辨率采样观测的能力,被广泛应用于对深海大洋环境的观测研究中。为了增大浮标在运动过程中体积变化范围,本文提出一种在普通APEX浮标上加装N_2蓄能器的改变浮标浮力的方式,给出其工作原理图,结合其工作环境推导出浮标匀速运动时的速度方程,得出普通浮标和氮气浮标上浮运过程中的瞬时加速度以及速度随时间的变化曲线,并比较分析蓄能器对浮标上浮运动的影响。     

深海剖面浮标上浮运动能耗优化及控制策略

主动排油上浮过程是剖面浮标的应用中最耗能的环节之一,直接影响到剖面浮标的续航能力,本文通过对剖面浮标运动特性及其耗能原因分析,建立了剖面浮标上浮运动过程动力学模型,并基于能量转化分析,利用变分法推导了剖面浮标在给定时间、给定深度条件下所对应的最为节能的上浮速度.在此基础上设置了速度区间并提出了有效的闭环控制算法,使得浮...     

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.     

深海多功能浮标设计

为满足深海载人平台深海高精度定位及远距离通信的需求,分析目前深海多功能浮标的技术现状,通过对深海多功能浮标有缆方案和无缆方案的对比分析,确定深海多功能浮标的技术方案,阐述深海多功能浮标的工作原理及系统组成,基于深海多功能浮标的横摇特性,仿真验证其在5级海况的横摇角度符合设计指标及要求。     

剖面浮标的分段浮力调节策略研究

浮标的续航能力是影响到浮标整体性能的重要指标之一,在浮标工作过程中耗能最大的部分是浮力调节系统主动调节的过程。基于对浮标运动特性以及耗能原因的分析,提出上浮阶段过程中采用分段排油策略的方案,减少浮力调节过程中排油所需要消耗的能量。通过构建浮标的运动模型和耗能模型,在理论推导和计算基础上,分析得到速度区间设置和分段排油次数对浮标上浮运动过程耗能的影响关系,结合实例验证分段排油策略可以有效减少浮标上浮阶段的耗能。     

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。     

一种浮标自由上浮模型试验换算方法

对浮标自由上浮模型试验过程中的受力进行分析,提出一种预报浮标实尺在水下自由上浮过程中最大稳定速度的方法,预报结果与CFD模拟的结果相近.     

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。     

深海通信浮标蜂窝集装式传输平台技术

为了对深海进行立体、连续和长期观测,设计一种新型的深海监测平台,即深海通讯浮标蜂窝集装式传输平台,介绍平台工作过程及结构、功能,以及各组成系统的作用,期望投入使用,用以实现深海至水面、水面至卫星的监测信号传递.     

浮标测流法在龙口流速测量中的应用

在连云港港30万t级航道二期工程准备工程龙口流速测量项目中,针对测区现场不利自然条件,选择声学多普勒流速剖面仪(中文简称"阔龙")进行测量。采用"浮标"的安装方式测量剖面分层流速、流向数据,取得了良好的测量效果。通过对项目测量全过程的描述,总结了阔龙在龙口等大流速区域进行测流的成功经验。     

水中微气泡运动特性的理论研究与仿真

从受力分析的角度,对气泡运动方程进行了推导,并对半径在40～350μm之间的微小气泡进行了仿真计算。结果表明,当考虑气泡上浮的加速过程时,气泡上浮速度明显小于未考虑加速过程时的值,其变化范围为5～10%。因此,对于短距离气泡上浮过程,必须考虑气泡上浮过程中由加速度引起的虚拟质量力和Basset力对上浮速度的影响。在此基础上对气泡运动方程进行了详细分析,结果表明,阻力系数与粘滞系数是影响气泡上浮速度的主要因素,它们的取值与上浮速度成反比,并得出了通用的阻力系数表达式。     

近浅海条件下被动声呐浮标使用深度分析与研究

被动声呐浮标的探测距离与声速剖面、浮标的工作深度以及潜艇的目标特性有着密切的联系。本文利用BELLHOP模型分析了3种典型声速剖面对声传播的影响,分析了潜艇处于不同深度时,被动声呐浮标入水深度对潜艇探测距离的影响。结果表明,声呐浮标处于不同深度时,对潜艇的探测效果差别明显,找到最佳的探测距离对应的深度,能充分发挥声呐浮标的性能,达到最佳的探测效果。     

中船重工研制出水下永动机器人

正记者从中船重工集团获悉,我国研制出国内首个深海型海洋温差自供能漂流浮标样机,在理论上实现了"水下永动机器人"。其整体技术处于国际领先水平,将用于全球海洋观测计划(Argo计划)。Argo计划旨在快速、准确、大范围收集全球海洋上层(从海面到2000米深度)的海水剖面资料。该计划构想在全球大洋中每隔3个经纬度布放     

深海救生艇用电气设备

1.前言当潜艇万一不能从海底上浮时,深海救生艇用以营救艇内人员,它与潜艇的舱口对接,使艇员转移并返回海面.深海救生艇与一般调查用潜艇比较,它以救生为主要目的并具有多功能,故要求其性能更好、可靠性更高和重量更轻。深海救生艇从1982年开始建造,1986年交给防卫厅使用。下面叙述深海救生艇用电气设备的     

深水单点系泊海洋气象浮标的水动力分析

在动力学的分析基础上,运用国外大型商业软件OrcaFlex,建立深海单点系泊气象浮标模型,通过改变浮标系统自身的参数及一些海况参数如波高,波浪周期,对该浮标系统进行动力学分析,能够给出该浮标系统比较优化的设计改进思路,及对该浮标系统工作海况给出一些建议。为浮标锚泊系统实际应用及生产设计提供一定的指导。     

多尺度的潜艇集体逃生舱运动过程数值模拟

潜艇集体逃生舱上浮速度过大,导致冲出水面再落水冲击时会产生较大的冲击力,从而对人员造成二次威胁。为了研究集体逃生舱的尺度参数对其运动安全性的影响,建立多尺度逃生舱的上浮运动和入水冲击理论模型,并采用FLUENT和ANSYS/LS-DYNA对集体逃生舱的运动过程进行计算机仿真。研究结果表明,增大集体逃生舱的直径可以减小其出水速度和入水冲击力,有利于提高集体逃生舱的安全性。     

神奇的海底观测站

海洋学家正在计划建造全球性的海底无人观测站网络。这个海洋网络世界由光缆连接而成或与海面上的人造卫星浮标相连。有了它,海洋学家不用离开办公桌便可以完成深海的长期测量与实验工作。 为了显示人类可以在水下生活的前景,雅克伊夫创建了著名的Conshelf实验室。这个海底家园能够在10-100米水下容纳几个人。此外,该实验室还配有一个"潜水碟"(由喷水式推进器驱     

多浮标集装式深海信息传输平台系统技术

从国家安全、海洋开发、监测平台的发展需求方面,阐述了深海监测平台对深海环境监测的意义,以及国内外的发展现状。根据国家发展需要和国家"863计划"的要求,开展了本项工作,由此提出了一种多浮标集装式深海信息传输平台,详细论述了该平台系统结构、功能,以及各组成系统的作用,并对平台系统关键组部件进行了有限元分析计算,以及对平台系统工作过程、工作流程进行了详细介绍。     

基于声速梯度的声纳浮标工作深度选择

海洋条件复杂多变,声传播损失TL不仅随距离变化,而且还随着深度变化,这就意味着声纳浮标在工作时,位于不同的深度,其探测距离是不一样的。根据不同的实际海洋环境,将浮标换能器基阵置于最合适的深度进行工作,才能发挥其最大的探测能力。在各类影响因素中,声速梯度是决定声纳浮标工作深度的重要因素,在分析声速梯度的影响因素和海洋声速垂直剖面的几种类型的基础上,利用射线理论,通过实例计算得到了黄海海域特定环境下的声线剖面。从而得出以声线剖面图为依据,根据潜艇目标可能的航行深度,选择浮标最佳工作深度的方法。     

较大安装误差时浮标倾角的测量方法

浮标水中姿态的测量是研究浮标性能的重要环节，通过在浮标上安装姿态传感器可以测量浮标的姿态，但姿态传感器的安装误差会影响测量准确性。给出了一种矩阵变换求解浮标姿态的方法，可以在姿态传感器具有较大安装误差时精确地解算出浮标姿态，该方法可以推广至一般水面漂浮物的姿态测量。