海洋资料浮标在海上的稳性分析

海洋资料浮标在系留或漂流过程中要经受风、浪、流等复杂多变的环境因素的影响,海洋浮标体的稳性及倾覆问题值得重视。本文对底部悬挂重块的某一小型浮标进行了稳性计算,并对该浮标在倾覆翻倒(底朝天)情况下的自行“复正”问题进行了分析,提出了重块的大小及重块距浮标底部距离对浮标体自行“复正”的影响曲线,为今后设计这一类浮标提供了计算分析的方法。计算方法得到了模型试验的证实.     

投弃式波流测量传感器浮标体结构分析及伪刚体建模研究

根据投弃式波流测量传感器的功能及应用特点,提出了其浮标体的结构设计要求,并依此给出了所设计浮标体的主体结构。文中描述了所设计的投弃式波流测量传感器浮标体各部分的结构功能,论证了该浮标体在投弃式波流测量方面的结构优势。共研究了所设计的3种不同投弃式波流测量传感器浮标体结构,包括两种采用柔性浮力叶片的浮标体和一种采用刚性浮力叶片的浮标体。根据柔顺机构学理论分别建立了其中两种柔性浮标体的伪刚体模型。对比了刚性浮标体和两种柔性浮标体的伪刚体模型在波浪海流作用下的姿态特点,分析了各浮标体在波高测量时的误差原因,得出了其中C型柔性浮标体具有更好的随波浪和海流运动响应的结论。为更深入地进行投弃式波浪测量传感器浮标体运动学和动力学的相关研究提供了模型基础。     

浮标实时资料转发和定位技术的评价和优选

一、问题的提出布放浮标的目的是为了获取海上的环境资料,在获取的资料中分实时和非实时两种。实时资料经无线通讯转发可及时用于海洋和天气要素的预报业务,因此浮标资料实时接收的情况是衡量浮标通讯技术和系统运行效益的硬指标。“七·五”期间,我国三种标型的研制工作全面铺开,又引进了数套MAREX浮标,从Ⅱ型大浮标、国产小浮标和进口     

大型海洋资料浮标的运动性能研究

运动性能是浮标设计中的关键问题之一。文中对直径10 m的圆盘型海洋资料浮标的运动性能进行了数值模拟和试验研究。建立了浮标的有限元模型,采用势流理论进行计算分析,获得了浮标运动响应的传递函数。通过对数值计算结果与模型试验结果进行比较,验证了数值计算方法的有效性。在此基础上,结合我国南海海区海况资料,应用谱分析法对其在极限海况下的运动响应进行了短期预报。该研究结果对浮标前期设计具有参考意义。     

海洋观测浮标体水中平衡性分析

海洋观测浮标系统应用广泛,浮标体的平衡性能是影响海洋观测浮标使用的重要因素之一(着重观测波浪等水文参数除外)。以一种主体直径为2.3 m的浮标体为例,运用动力学平衡理论,通过数学分析法进行推演计算,分析后得到了此浮标体的重心和浮心的位置。其中,重心位于主浮体的中轴线偏下位置;按照浮标体倾斜一定角度的情况下,推算出浮标体浮心位置,并由此得出其稳心的位置。依据计算,得出浮标体倾斜20°的情况下,此浮标体依然处于稳态平衡,理论结果表明此浮标体设计具有一定的可行性。通过海上实际测试,验证了理论计算分析的正确性。文中对浮标体平衡性的研究采用了理论分析与实验印证相结合的方法,其分析计算方法具有普适性,适用于其他型号的海洋观测浮标体,乃至所有水面浮体的平衡性分析,可为水面浮体设计提供借鉴。     

浮标系统的安全与数据的可信度

FZF2-1型海洋资料浮标(下称Ⅱ型浮标)系〈七·五〉国家重点科技攻关项目,自1986年起,已经经过了研制、海上试用、通过国家鉴定、海上锚位运行等,至今已有四台投入浮标网工作。随之而来的是如何把这些浮标管理好,使它们真正发挥作用,是一个值得重视并已经提到日程上来的重大问题。本文主要就浮标系统的安全和浮标数据的可信度问题进行讨论。     

高稳性浮标体室内模型设计

浮标是实现海洋环境监测的一种重要手段,圆盘形浮标是最为通用的随波浮标载体形式之一,其主要功能是通过浮标搭载的各类型传感器对海洋环境中各参数进行现场测量,正是因为圆盘形浮标的随波以及在中高海况下的稳性,导致在测量风、流等动量参数时误差较大,基于此类因素的考虑,提出一种新型的浮标体结构形式,并进行缩尺制作模型,开展室内水动力试验,以期能够对高稳性浮标的研发提供一定的参考。     

关于我国海洋资料浮标工程若干问题的探索

本文通过回顾我国海洋资料浮标（以下简称浮标）的发展情况,以浮标为海洋经济建设服务为宗旨,根据十年来浮标管理工作正反两方面的经验以及外国浮标发展的经验,在我国经济体制和经济增长方式两个转变的前提下,从三个方面探索了浮标事业发展应该注意的问题：１．依靠科技进步,按照价值工程的原则进行设计、研制先进、高效的浮标;２．建立完善浮标研制、管理、资料服务一体化的管理机制;３．浮标只有面向海洋经济建设服务的市场     

船型海洋资料浮标的设计

介绍了我国船型海洋资料浮标浮标体和锚泊系统的设计方案 ,该浮标可适用于远海、深海海域布放 ,定点实时获取布放海域的水文、气象等有关要素的现场参数     

海洋仪器试验场EVA测试浮标体强度研究

针对试验场专用浮标海上现场投放船体空间小这一问题,提出了单耳吊装工作方式,合理的浮标体结构设计及单耳吊装下强度校核是基础条件。以EVA材料为主体进行了三段式海洋仪器试验场专用浮标设计,并对吊装环节进行了数学建模受力分析,形成了以拉、压受力过渡点位置为驱动的计算模型,获得了最大拉伸强度值,并利用薄膜压力传感器进行了过渡点位置校核;对EVA系列材料进行了强度实验,根据计算拉伸强度极值和实验结果进行了EVA材料选择和浮标体加工。在长江口海洋仪器试验场四个站点多批次吊装和现场应用表明,模型计算结果准确程度高,可以为EVA浮标体的结构设计和强度校核提供方法指导。     

HFB-1A型海洋遥测浮标资料可靠性问题的探讨

我国自行设计制造的HFB-1A型海洋遥测浮标首创连续工作325天的新记录,为我国研制、使用和管理海洋浮标积累了宝贵经验,能否更好地利用浮标所测得的资料,使它在海洋开发中发挥应有的作用,对资料可靠性问题的研究则显得十分重要,日本林重昭等[2]曾进行过船体自身多点比测工作,探讨船体对观测气温、风速的影响.     

使用干体炉对HMP155型温湿度传感器温度进行现场校准实验存在问题的解决方法研究

文章结合海洋环境监测站和海洋资料浮标的海洋环境自动观测系统现场校准工作,使用功能先进且便于携带的干体炉计量设备,针对HMP155型温湿度传感器的温度项目进行现场校准。通过实验发现,现场校准结果与实验室校准结果存在较大差异,通过设计实验形式,研究总结存在问题的解决方法,并在实际工作中得到验证。     

海洋资料浮标的资料有效接收率问题研究

一、我国海洋资料浮标的现状及问题的提出海洋资料浮标由于它具有无人管理、长期、定点、连续观测、实时传输、资料可靠及费用低等一系列优点,毫无疑问,它作为一种新型的海洋环境监测设备正日益受到我国海洋界的重视。随着我们国家浮标研制工作的迅速开展,海洋资料浮标网的建成,如何定义海洋资料浮标的资料有效接收率、船和浮标观测数据的比对方法以及比对数据的处理;根据海洋资料浮标的资料有效接收率、船和浮标比对的结果评价海洋资料浮标的工作性能等问题便提到议事日程上来。本文想就海洋资料浮标的资料有效接收率的有关问题提出来与大家商讨。     

新型表层漂流浮标体设计分析

表层漂流浮标在应用于海洋调查研究时,浮标体外形对浮标通讯稳定性及数据回收等会产生一系列影响,也直接制约浮标使用寿命。为此,考虑减少风阻和水阻,减小浮标体对水帆运动的影响,提出了一种新型的适用于近远海海洋观测的表层漂流浮标体葫芦形外形设计方案。结合流体力学理论分析,运用Solid Works软件分别对葫芦形浮标体和常用的圆柱形浮标体建模,并利用Workbench软件CFX流体分析模块开展了流体分析和比较,结果表明葫芦形浮标体所受压力更均匀,其水下部分压力值较圆柱浮标体减小约28%,证明葫芦形外形浮标体更具可靠性。     

DS14型资料浮标在投放前的准备工作

自1985年底,国家海洋局陆续从英国MAREX公司引进六套DS14型资料浮标,相继在南海、东海和黄海六个站位投放了浮标。浮标管理工作不仅要有一支海上作业尖兵,而且要有一支能够胜任浮标机械组装、仪器检测、系统调试、维修保养的技术队伍,在浮标投放之前;实验室严格执行各种气象学和海洋学仪器检测以及微机系统检测工作,其重要性直接关系到DS14型资料浮标能否顺利投放;能否较长时间在海上正常运行,并实时提供准确有效资料。     

基于Argo浮标的热带印度洋混合层深度季节变化研究

根据2004-2005年热带印度洋(30°S以北)的Argo浮标(自持式海洋剖面观测浮标)温度-盐度剖面观测资料,采用位势密度判据(Δσθ=0.03 kg/m3),针对每个Argo浮标的温度-盐度观测剖面确定了海洋混合层的深度,然后采用Krig插值方法构建了3°×3°空间分辨率的月平均网格化混合层深度产品。通过与已有气候平均混合层深度资料的比较表明了该产品的合理性,在此基础上进一步对热带印度洋海盆尺度的混合层深度空间特征和季节变化规律进行了讨论。研究结果表明,Argo浮标资料可用于热带印度洋混合层变化的研究,为进一步研究热带印度洋海-气相互作用提供了基础资料。     

基于后处理载波相位差分GPS技术的验潮浮标

GPS验潮原理已经发展成熟。按照潮汐测量工作的自动化、高精度的要求,根据海洋浮标的实际工作环境和海洋浮标设计经验,利用嵌入式技术和系统集成技术研制了浮标数据采集器,利用机械设计技术设计了浮标体,并进行了精度验证试验和应用试验,采用GAMIT软件处理浮标数据。试验结果表明,该GPS浮标的瞬时海面高测量精度和潮汐测量精度均满足精度要求,可以应用于海洋潮汐测量工作。     

自动剖面浮标研究现状及展望

回顾了自动剖面浮标的发展历程,自动剖面浮标由Swollow提出的中性浮子发展而来,演变到现在的PROVOR型、APEX型、SOLO型等自动剖面浮标。文中介绍了Argo计划中几种主要的自动剖面浮标,其浮力调节原理主要是通过改变浮标在水中的排水体积实现自动沉浮,从而测量水的温度、盐度、深度等数据。对常规(2 000 m)和深海(2 000 m)自动剖面浮标进行比较,大部分深海自动剖面浮标耐压结构已经采用球形设计,浮标受压后变形小且可减轻浮标自重;单冲程柱塞泵改变为体积较小的液压泵,提供超高压的同时可以充分利用球体空间。目前,常规自动剖面浮标已广泛应用到海洋环境数据的调查、收集,而深海自动剖面浮标仍处于研发与试验阶段,面临诸多的技术挑战,对浮标的可靠性提出了更高的要求。     

HFB-1B 型海洋浮标的波浪数据处理

HFB-lB型海洋浮标于1988年2月～1989年1月布放在我国5号浮标网点上,在海上连续工作351d,有效资料接收率为86.25％,达到了设计要求,于1989年3月18日通过了由国家海洋局科技司和机电部主持的鉴定;该浮标项目获1990年度机电部科技进步一等奖。本文主要介绍其波浪数据处理部分。     

浮标平台对ADCP测流精度的影响分析

海洋资料浮标会对周围流场产生影响,从而影响流速剖面数据的准确度。为了探究浮标平台对流场的扰动深度,借助计算流体力学方法,建立了数值水池,并对全尺度的浮标模型进行了不同流速下的仿真。仿真结果显示,浮标受到的流速阻力与模型试验结果相近。对浮标周围的速度场进行分析,发现浮标对流场的扰动是水平面圆柱绕流和竖直面梯形绕流的结合,会在浮标上游和下游形成流速减慢区,浮标中游两侧和下方形成流速加快区,流场呈现紊乱状态。浮标平台的扰动深度随着流速的增大而增大,根据两种误差标准(1 cm/s误差和5%误差),计算了不同流速下的影响深度。该研究为ADCP的安装提供了指导,也为数据处理提供了依据,有利于提高ADCP的测流精度。