复合海缆在线监测研究

为避免复合海缆在实际使用时因故障对整个电网及采油平台造成影响和损失,对复合海缆在线监测方法进行研究。以复合海缆现状为前提,研究并分析光纤传感技术在海缆检测方面的可能性,并以此提出基于BOTDA技术的分布式监控系统。鉴于BOTDA技术对海缆温度和应变的敏感性以及测量精度和距离的优势,该检测系统可有效实现对复合海缆的在线检测,防止复合海缆因损坏带给平台的经济损失。     

基于DSP的光纤惯性测试组件嵌入式数据采集系统

针对光纤测试组件信号输出特点,设计一种基于DSP的光纤惯性测试组件的数据采集系统,实现对光纤陀螺和加速度计输出信息、温度信息的A/D转换、采集、存储。针对光纤陀螺输出、温度以及加速度计输出等脉冲形式的信号,设计基于CPLD的脉冲信号计数电路,实现了固定时间间隔内的数据采样。针对加速度计温度输出为模拟信号的特点,基于24位的AD7738转换芯片通过DSP编程实现对加速度计温度信号AD转换和采集。设计了DSP与CPLD、上位机的外围通讯电路,通过对DSP内部存储器的编程,实现了对光纤惯性测试组件各信息的采集与测试,并将其发送给上位机进行存储、分析等处理。     

船用光纤光栅应变传感器温度补偿技术

为了使基于光纤光栅的船舶结构安全监测系统的测量结果更加准确，设计试验装置，定量研究预拉伸值、封装形式和封装基底等因素对光纤光栅（FBG）传感器温度灵敏度的影响；测试多个型号的光纤光栅传感器进行验证，并为船用光纤光栅应变传感器设计温度补偿传感器。研究结果表明：预拉状态和封装基底材料是影响光纤光栅传感器温度灵敏度的主要因素，使用与被补偿传感器一致的基底材料和封装工艺制作温度补偿传感器能够达到理想的效果。此外，研究中还给出了光纤光栅温度补偿传感器选择、设计的基本原则和方法。     

海上风电基础海底电缆动态特性分析

基于中国南海实际的海洋环境条件，对冲刷情况下无海缆保护装置及有海缆保护装置的海底电缆分别进行动态特性分析研究，结果表明：在桩周冲刷导致海缆悬空情况下，无海缆保护装置的海缆最小弯曲半径超过允许值，存在失效风险；有海缆保护装置的海缆，海缆保护装置能够有效地限制海缆的过渡弯曲，使海缆的最小弯曲半径控制在允许的范围内，有效降低海缆失效概率。     

化磁极新方法——多次迭代法

磁性体受磁化方向的影响往往使异常形态发生畸变,为了更好地对异常进行解释,需要对异常进行化磁极处理。现今化磁极方法主要分为空间域方法和频率域方法,频率域方法在进行计算时会放大外界环境的影响,而空间域方法则不会,因此空间域方法越来越受到人们的重视,但直接利用该方法得到的结果与理论结果之间存在一定量极的偏差,为了改善这种情况,本文提出多次迭代法对化极结果进行修正,逐步减小偏差使结果更加准确。通过试验证明多次迭代法能很好的改善化极结果且适用于任意磁化方向的磁异常。     

脉冲雷达天线近场的准时域测量方法

提出一种采用准时域测试原理进行脉冲调制雷达天线近场测量的方法。分析雷达天线近场的脉冲特点，着重介绍准时域测试原理，给出测试装置设计方案和测试结果。测试数据表明该方法对脉冲雷达天线近场测量的适应性。     

穿越工程中海缆拖拉力学仿真分析

在水平定向钻配合穿越的海缆铺设工程里,海缆拖拉穿越海缆套管的过程中海缆与钢制管道之间的摩擦随着进入套管距离变大而不断增加,当海缆所受的最大牵引力大于最大允许拉力时,将造成海缆的机械损坏。本文对海缆拖拉过程进行了理论分析和计算,并通过有限元仿真模拟了海缆拖拉的过程,实现了对海缆拖拉机械损伤分析和预测。     

刍议现代化海缆船的特点

海底光缆施工是一项集航海技术、通信技术和自动控制技术于一体,专业性很强的海洋工程,针对海上海缆施工和作业的要求,海缆船自有其非常显著的特点。本文将就构成现代海缆船的一些显著特点进行说明,让读者能对作为海洋工程船的海缆施工船这一特殊船种有较为全面的了解。     

基于重构特征和宽度学习的海上风电机组齿轮箱高速轴故障预警

预测性维护是降低海上风电机组的运维管理成本,提高风机运行的可靠性,增加风电场整体经济效益的有效手段。文章针对齿轮箱高速轴轴承超温故障,提出了一种基于重构特征和宽度学习的海上风电机组齿轮箱高速轴故障预警算法。以齿轮箱高速轴前端轴承为例,通过对海上某风场的机组进行试验测试,验证算法能有效预测风机的在正常情况下的齿轮箱高速轴前端温度的变化轨迹。通过对重构温度的残差分析,试验的正确率和故障准确率达到了92.59%和80%。研究表明：该算法的测试准确性较好,可发现齿轮箱高速轴的早期阶段的损伤,满足实际的预警需求。     

深水长距离动静态一体海缆安装设计

在采用深水全水下生产系统和浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading, FPSO)进行油气田开发时,海流和FPSO的往复运动会给海缆带来不利影响。对此,分析海缆的水下在位形式,推荐采用深水海缆波构型。对海缆起始铺设、海缆卡子与水下基盘就位的特殊设计等海缆技术进行研究,并通过实际案例验证该海缆安装设计方法的效果。实际应用结果表明,这种方法能解决“深水全水下生产系统+FPSO”这种油气田开发形式的复杂结构和构型的海缆水下安装难题。     

潜艇水下位置监测方法研究

提出一种以重力异常图重构为基础的辅助潜艇水下定位的方法。着重介绍了重力异常图的拟合细分，并分析了利用Carpenter／Grossberg分类器对匹配点进行分类，选出最佳匹配点的匹配算法。仿真结果表明，利用重力异常图重构的方法，匹配辅助潜艇水下定位能够达到较好的效果，完全满足高精度导航的需求，具有一定的可行性。     

面向交界面网格的超网格算法研发及CFD应用

交界面网格是一种广泛应用于船舶CFD模拟的技术，其中网格间的插值算法是决定不同计算域之间流场信息传递精度的关键因素。论文面向船舶自航等复杂CFD模拟的应用需求，以开发交界面网格的高精度、守恒型插值算法为目的，开展超网格算法研究。介绍了超网格的概念和超网格算法的实现流程，包括贡献单元搜索与筛选、超网格生成、几种典型空间曲面交界面及其组合的处理及通量输运与重构方法。着重解决曲面交界面网格不共形的问题，以及圆柱形、圆锥形、圆台形及其组合体的超网格生成算法，并用典型分布函数测试和验证算法的精度和守恒性。对一艘散货船JBC船模开展了带与不带节能导管的自航CFD模拟和节能效果评估，与非守恒性插值算法模拟以及模型试验结果的对比表明，论文研究开发的超网格算法能有效提高自航模拟和节能效果评估的精度。     

基于3D GIS技术的海缆敷设可视化管理系统设计与实现

针对海底光(电)海缆通信网络的规划、管理和维护的复杂性、多维性和动态性的特点以及传统的平面规划方式不够形象直观的问题,采用基于交互式3D可视化组件Contact的网络规划、管理和分析方法,实现对海缆的前期规划、三维可视化管理以及故障点定位等基本分析功能,可以满足海缆敷设规划、分析与管理基本需求.     

渗漏监测技术研究进展

系统详细地研究了渗流监测的主要方法,对各种方法的适应范围和优缺点进行了简略说明。简要比较了七种主要监测技术,对当今两种新型方法——光纤光栅温度传感系统和分布式光纤温度传感系统监测技术作了全面比较。最后,对渗流监测的发展进行了展望。     

海缆船定位系统设计

随着风力发电技术日趋成熟,我国沿海风电场的装机容量和规模也越来越大。近年来,作为风电场建设配套作业的海缆船越来越受到业界关注。为了满足海缆埋设和维修接续作业的需要,现代海缆船普遍都配置了定位系统。本文以某5 000 t海缆船为例,通过对高流速海况条件下的环境力计算分析,以及沿设定路由布缆和定点维修接续作业的特殊要求,介绍了该船配置的8点锚泊定位系统、动力定位DP-1系统,以及牵引绞车系统的设计。通过计算在不同海况条件下的几种定位系统的定位能力,了解海缆船的定位系统应根据不同作业需求以及海况条件,综合考虑造价预算、工程周期等,选择合理可行的形式。与常规远洋海缆船不同,通过采用横向布缆作业形式,可以有效降低定位系统配置。甲板上配置的柴油机直接驱动悬挂式全回转舵桨的动力定位方案,为海洋工程作业船增加动力定位系统的改造提供新的解决方案。     

海上风电单桩基础海缆孔失效处理方法

针对海上风电场出现溜桩导致原预留的海缆孔失效的问题，根据风场实际海况选择水下切割、水下焊接的施工工艺进行海缆孔处理，文章着重介绍方案的选择以及对方案关键技术及应用注意事项进行介绍，对类似的特殊工况处理具有参考意义。     

大型海缆船技术发展现状及趋势

海缆船的电缆装载能力是海底电缆工程的关键指标,其铺缆装备的能力和效率也成为制约海缆船作业效率的重要因素。文中首先介绍了海缆船的主要应用方向,分析了国内外海缆船的技术现状。通过研究国外大型海缆船的技术现状,归纳了大型海缆船在船型及主尺度、作业方式和主要性能的技术特点;然后推出了两型分别用于近海和远海航区的5 000吨级海缆船设计方案,研究了两型船主要技术参数、作业系统及能力;最后对未来大型海缆船的发展进行展望,初步探讨了大型海缆船的四个发展方向。     

光纤光栅传感测量中交叉敏感问题及解决方案

目前已有的基于光栅Bragg光栅的各种传感器,基本上都是直接或间接的利用应变和温度改变光纤的中心波长,以达到测试所需被测量的目的。但是中心波长不仅会随测试点的应变发生改变,还会随着环境温度的波动而发生变化,即存在温度和应变交叉敏感的问题。解决温度、应变交叉敏感问题即实现温度和应变的分离检测是光纤Bragg光栅应变传感器得到实际应用的重要前提[1]。文章从理论上分析了引起交叉敏感的物理机制,较为全面地介绍了几种主要的解决方案,并对其主要特点进行了简单的分析。     

高压海缆敷设动力响应与参数敏感性分析

为了准确分析海缆敷设时的动力响应与动态载荷,文章在SESAM/Geni E中建立铺缆船湿表面模型并对模型划分网格,在Wadam中开展铺缆船水动力分析,得到铺缆船的附加质量、辐射阻尼与幅值响应算子。基于绕射理论和Morison理论对敷缆船、高压海缆与波浪间的相互作用进行分析,得到4个典型锚泊布置方案、8种风浪流组合工况下海缆敷设时的有效张力与曲率。针对海缆的长度余量、浪流方向以及系泊缆张力开展了海缆敷设参数敏感性分析,研究参数变化对海缆张力的影响。研究发现,铺缆船在水中的附加质量与黏性阻尼对船体运动有很大影响,在开展海缆敷设模拟时不应忽略。海缆长度余量、风浪流作用方向对海缆的敷设张力影响明显,是保障海缆敷设安全的关键敏感参数。     

复合材料加筋板的光纤光栅测试与分析

设计材料用量相同的复合材料帽形加筋板和T形加筋板,基于2种结构的应变规律理论分析和有限元应变计算结果,提出在筋内部铺设光纤光栅的方案,并制作试验模型进行应变试验测试。将理论应变分布规律、有限元应变计算结果、电阻式应变片测试结果和光纤光栅应变测试结果进行对比分析,结果表明,光纤光栅应变测试结果的线性度要优于应变片。对于帽形加筋板和T形加筋板,光栅的单向应变测试结果与有限元计算结果的误差分别为6%和4%,剪切应变误差均为23%,且上述误差均小于应变片测试结果与有限元计算结果间的误差。