深海超高压环境模拟容器裂纹评定

深海超高压环境模拟容器用于模拟水下压力环境,其容器壁上承受反复载荷,容易产生疲劳裂纹.疲劳裂纹扩展是影响其断裂的主要因素.本文旨在分析半椭圆裂纹在老化的深海超高压环境模拟容器中的扩展行为,评估容器的安全性,因此对材料20MnMoNb钢的裂纹扩展特性进行了试验研究,首先考虑三角形和梯形加载情况,通过比较两组实验结果,考察了其材料对保载时间的敏感性.采用基于统一的裂纹扩展率模型的三维有限元方法进行了疲劳裂纹扩展计算,并通过CT试样的一组数值和实验结果进行了验证,最后建立了不同初始尺寸、展弦比和倾角的裂纹有限元模型,并根据裂纹在容器内壁的容许深度准则,计算了容器的剩余寿命.其分析结果可为深海超高压环境模拟容器可靠性评估提供参考.     

深海搜救系统中通信模型的建立

在慢跳帧和快跳帧的基础上提出FFH/MFSK通信模型,利用此模型进行信号的二次调制,并与MFSK调制以及FGC编码方法进行深海水域的实验性能对比。通过实验结果可知,本文采用的模型抗多径干扰的能力强,提高了较低信噪比情况下信息传输的可靠性。     

深海半潜水产养殖场船舶防撞预警系统研发

为解决深海半潜水产养殖场周边的船舶航行安全问题,设计一套深海半潜水产养殖场船舶防撞预警系统.该系统由多功能基站、虚拟航标和管理软件等组成,基站系统集船舶自动识别系统(AutomaticI dentificationSystem,AIS)信息收发,甚高频(Very High Frequency,VHF)、甚高频数字选择呼...     

深海油气夹层管稳态温度场分析

深海环境温度较低,高温含蜡原油会发生降温析蜡,导致堵塞管道,应增强管道的保温效果。夹层管复合结构具有较好承压能力和保温性能。文中利用FLUENT软件对层流及紊流流态下夹层管二维传热模型进行计算分析,得到2种工况下管道轴向及径向温度场,结合理论分析对数值模型进行验证,分析了原油入口流速、夹芯层厚度对管道温度场的影响。     

艰难的深海遨游(下)

写完《艰难的深海遨游》(上),我偶然读到汪品先院士写的《深海浅说》一书.说实在的,科普书籍是比较难打动读者的,然而这本书深深感染了我.汪品先是中国海洋研究委员会主席、国际海洋联合会副主席、古海洋学专家、国家自然科学奖获得者,曾主持我国首次大洋钻探.他是真正懂得深海的科学家,在深海"遨游"已经几十年了.     

深海拖曳系统自稳定二级拖体姿态控制研究

二级深拖系统具有可控性强、母船扰动弱等优点,是重要的海洋探测平台。在实际工作中,二级拖体姿态稳定是保证探测数据准确的基本前提。本文以具有自主调节功能的二级拖体为例,对其姿态控制进行研究。首先建立了二级拖缆的“弹簧——阻尼”模型,并在此基础上建立了二级深拖系统的数学模型。其次根据该系统具有非线性、时变性等特点,设计了具有参数自修正功能的模糊自适应PID控制器,以实现在不同工况下对二级拖体的姿态进行控制。仿真结果表明,未加载控制器时,海况变化对拖体姿态有显著影响,其俯仰角和横滚角均会发生大范围波动。加载模糊自适应PID控制器后,拖体通过自主调节,能够使姿态波动控制在较小范围,从而满足工作要求,验证了拖缆数学模型的正确性和所采用的控制方法的可行性。     

深海平台砰击载荷的数值分析

文章以深海平台为例,研究在迎浪海况的作用下,波浪对平台的砰击效应.将平台简化为大尺度,深吃水,几何形状规则的刚体,采用计算流体力学中的有限体积方法,将计算区域划分为一系列不重复的控制体积,使每个网格节点周围有一个控制体积,求解离散方程,利用流体体积理论捕捉自由表面的波形.依据三阶斯托克斯波波浪理论,利用fluent软件建立相应的数值水槽,并进行造波及消波设置,得到稳定的波浪场.采用固定平台六自由度的方法,初步地对平台所受的波浪砰击载荷进行分析计算.     

深海钛合金压力容器在静水压力作用下的弹塑性分析

利用MSC.Marc Mentat 2005通用有限元软件对深海探测用压力容器受静水压力作用时的弹塑性失稳问题进行了计算与分析,弹性失稳数值计算的结果与用现有规范计算公式所得结果一致,均大于塑性失稳数值分析时的临界载荷。由此得出结论,对于厚壁且形状复杂的压力容器的失稳计算,用理论公式或仅用厚壳单元的弹性失稳分析是不够的,应该用3维立体单元的弹塑性失稳计算才能给出比较精确的强度预测。MSC.Marc Mentat2005强大的计算和仿真功能有效地模拟了深海精密探测容器受静水压力作用时的弹塑性失稳问题,为深海精密探测容器在材料、外观等方面做进一步的设计改进提供了可靠的工具。     

深海极限波浪运动特性的简便算法(英文)

本文基于五阶Stokes规则波理论,提出了一种快速求解深海极限波浪运动特性的数学模型.研究中,按照上跨零点和下跨零点的方法由计算或实测的极限波浪波面时间历程确定包含极限波峰或波谷的相邻两个周期的平均值为五阶Stokes规则波的波浪周期,然后根据极限波峰或波谷值反推确定波浪入射波幅.通过与已有的数值结果和实验数据对比,验证了本文所建立的数值模型可以快速准确的计算出极限波浪下的速度场,相比其他模型,更适合于工程应用.     

深海潜水器发展现状与关键技术

深海潜水器是探索深海资源的重要装备。文章结合国内外深海潜水器的现状和技术特点,对国际主要的深海用载人潜器、远程遥控潜器和自主运行潜器进行概述,并对深海潜器的结构与材料进行简要分析,最后简述深海潜器的功能应用,助力我国深海探测的发展。