水下爆炸作用下对称结构船体梁整体损伤特性研究

基于相似原则设计了全封闭对称结构船体梁模型,将TNT炸药置于模型中部正下方爆炸,通过改变爆距和药量来研究梁模型在水下近距非接触爆炸作用下的整体损伤特性,比较爆炸气泡运动对梁结构造成的中垂和中拱弯曲损伤作用,探索近距条件下炸药爆炸造成梁发生整体损伤变形时的高效攻击方式。研究发现:在近距非接触爆炸作用下,当爆炸气泡脉动频率与梁一阶湿频率相近时,水下爆炸气泡对梁结构造成的损伤作用以中垂弯曲为主,且爆径比越小,中垂损伤作用越明显;若爆径比不变,随着药量的增大,梁的整体损伤模式会由中垂弯曲向中拱弯曲转变;一定爆距范围内,炸药在远距离多次爆炸比近距离一次爆炸所造成的梁结构中垂损伤变形要大。     

深海载人平台观察系统研究与设计

介绍水下摄像与照明装备以及观察窗的技术现状,围绕深海载人平台观察系统开展设计,阐述深海载人平台高清摄像与水下照明系统的布置及体系架构,给出深海载人平台观察窗的类型和材质,分析深海载人平台观察窗的照明条件和厚度,为深海载人平台观察系统的设计提供参考。     

船载挖机水下自动化基床整平技术

为满足长江南京以下12.5 m深水航道二期工程仪征水道整治工程基床整平进度需要,结合现场工况条件,开发了新型的船载挖机水下自动化基床整平系统。该整平系统采用了大型驳船搭载自动化整平挖机以及辅助抛石溜筒,其整平设备建造周期短、投入少、费用低,且具备深水整平的能力,工艺安全可靠,施工工效快,基床整平质量可达规范±5 cm的要求。     

水下埋设柔性取排水管设计要点

在电厂大型海水直流冷却等取排水项目中,水下开槽埋设柔性管的设计与施工难度都较大,但国内外尚没有专门的技术规范。针对水上和水下不同的工程特点、参数敏感性和水下自然密实填料变形模量的取值等问题进行了对比分析,并采用实物现场试验和填料室内试验的方法进行验证;得出了水下埋设柔性管设计的要点,并提出了重点设计参数的推荐取值。     

基于对偶四元数法的AUV运动仿真

本文应用对偶四元数法(Dual Quaternions)建立AUV六自由度运动学和动力学方程,然后运用数值积分对所建模型进行仿真.对偶四元数是对偶数与四元数在多维空间中的有机结合,它继承了四元数与对偶数的优点,可以在三维空间中统一表示刚体的旋转与平移,并且没有常规欧拉法存在的姿态奇异性问题.仿真结果表明,对偶四元数法表达形式简单而统一,特别适用于具有大姿态角度运动的AUV运动仿真.     

水下潜器首部声基阵区流噪声研究方法

水下潜器在航行过程中,主要使用声呐来探测敌方舰艇以及自身位置.主声呐一般安放在潜艇首部位置,可分为主动声呐与被动声呐.在探测目标时,噪声是2种声呐系统都必须克服的干扰因素.针对自噪声中的流噪声,首先使用LES模型对水下潜器的外流场进行仿真计算.在获得流场中的脉动压力分布后,将其导入基于Lighthill声类比理论的声学软件ACTRAN中进行声场仿真计算,实现了对水下潜器首部声基阵区流噪声的数值预报.研究了航速、共形阵的安装位置和基阵单元安装面形状对声基阵区流噪声传播的影响.结果表明:航速越大,流噪声越大;增大声呐安装面与导流罩的距离以及使用较光滑的安装面,可以减小声基阵区流噪声的大小.     

基于Mie-Grüneisen状态方程的水下爆炸数值模拟

由于Mie-Grüneisen状态方程形式比较复杂,给界面的处理带来很大难度.本文通过对Euler方程做分离变量和引入质量分数,完成了Mie-Grüneisen状态方程下的多介质可压缩流动的数值模拟,使计算过程得到简化,并通过算例验证了该方法的可靠性.在多项式形式的Mie-Grüneisen状态方程下,利用该方法模拟了球形炸药在水中爆炸后,气体和水相互作用的近场情况.在计算模型中引入的气体质量分数,很好反映了流场中不同区域内气体、水及水气并存3种不同的状态.     

基于多传感器递推总体最小二乘融合的水下机器人动力学模型参数辨识

对于水下机器人动力学模型辨识问题,如果其观测方程的系数矩阵包含随机扰动,则其最小二乘估计一般是有偏的。为此,该文提出一种基于多传感器递推总体最小二乘融合的水下机器人动力学模型辨识算法(RTLS_F)。首先,给出了集中式总体最小二乘融合的算法;然后,在总体最小二乘框架下,推导出多传感器递推融合估计算法。通过仿真实验对RTLS_F与其它水下机器人动力学参数辨识算法进行了比较。实验结果表明,在系数矩阵和观测向量都含有误差的情况下,最小二乘融合是有偏估计且难以提高估计精度,而RTLS_F算法可以有效改善参数辨识性能。     

旋翼类飞行潜航器的发展及关键技术

飞行潜航器(Unmanned Aerial Underwater Vehicle,UAUV)在水空搜救、水下结构物探测具有广阔的应用前景.本文通过对主要飞行器、水下航行器的比较分析,认为多旋翼飞行器是目前技术条件下最适合水空2种环境使用的构型.综述国内外主要旋翼类飞行潜航器(Multi-Rotor Unmanned Aerial Underwater Vehicle,MUAUV)的研究和发展现状,分析旋翼类飞行潜航器的特点,论述飞行潜航器发展急需解决的关键技术.     

港珠澳大桥水下隧道工程的HSE风险管理应用与示范

水下隧道属于建设条件复杂、工程规模大的系统工程,建设期风险事件频发,应引入适应于水下隧道工程特点的先进风险管理方式。港珠澳大桥首次将职业健康、安全及环境（HSE）风险管理手段应用到海底隧道建设过程,针对沉管隧道施工过程中主要涉及的HSE方面的风险源及风险事件,确定出HSE风险评价中采用LEC法的评分指标,对工程建设期的HSE类危险源进行分类识别与评价,结合量化的HSE风险管理目标,制定出相应的对策措施,对可能带来严重后果的3级以上风险进行整改完善,并针对工程中具有显著高风险的中华白海豚保护与异常极端天气作业的2项2级重大风险事件制定应急预案。HSE风险管理在港珠澳海底隧道长达7年的建设过程中起到了重要的风险管控与指导作用,有效规避了工程实施过程中各种职业健康、安全及环境类高风险事件的发生,管理方式与措施均可为同类工程起到较好的示范作用。