桶基平台压沉贯过程汲水泵机的初步水力分析

对桶形基础平台负压沉贯过程中汲水泵机进行了初步水力分析,讨论了不同水深、不同泵机安装高度情况下,桶腔和泵机进口之间的压头关系。这些结果可作为实际工作中选择泵机类型及其安装高度的参考。     

半圆型防波堤的水力特性研究

采用不规则波浪试验,研究了半圆型防波堤的水力特性及堤上波力随各主要影响因素的变化规律。指出必须分别按出水堤或淹没堤计算堤上的波力,前者可用改进的合田公式;对于淹没堤,文中建议了计算波力的方法。     

圆弧面防波堤水力特性的实验研究

通过物理模型试验对新型防波堤(圆弧面防波堤)的波浪力分布情况以及影响因素进行分析,探讨这种新型防波堤的水力特性。     

桶基平台负压沉贯过程汲水泵机的初步水力分析

对桶形基础平台负压沉贯过程中汲水泵机进行了初步水力分析,讨论了不同水深、不同泵机安装高度情况下,桶腔和泵机进口之间的压头关系.这些结果可作为实际工作中选择泵机类型及其安装高度的参考.     

淹没状态下半圆型防波堤的水力特性研究

以淹没状态下的半圆型防波堤为研究对象,采用不规则波断面模型试验,结合典型实例分析了堤体波压分布的特点,指出波浪经过堤顶破碎与否直接影响到堤体所受波力的大小,并建议了开孔办法和波力计算方法.     

波浪作用下曲面防波堤水力特性及波能损耗研究

执行了一系列规则波与曲面防波堤相互作用实验。采用π定理确定了两种曲面防波堤(半圆堤和圆弧堤)反射透射水力特性的三个主要影响因素,包括入射波陡、相对水深和堤顶相对超高。基于实验数据对比分析了两种曲面防波堤的反射和透射特性,从能量守恒角度计算了波浪与曲面防波堤相互作用过程中的能量损耗率,并利用数值模拟探讨了波浪越堤过程中两种曲面防波堤波能损耗差异的机理,表明圆弧堤背浪面更强的尾涡区使得其局部能耗总体上高于半圆堤。     

基于遗传算法的碟型水下滑翔机结构优化

以结构质量和应力作为目标函数,结构变形为约束条件,设计碟型水下滑翔机结构优化流程,采用单参数和多参数敏感度分析方法完成关键结构参数的筛选。采用拉丁超立方试验设计方法完成了对设计空间的采样布点工作,利用样本点数据创建了滑翔机结构优化的Kriging代理模型,并对Kriging代理模型进行了联合训练,使模型的拟合达到非常高的可用精度。采用NSGA-2第二代非支配排序多目标遗传算法对滑翔机进行了结构优化求解,得到了优化的Pareto前沿面最优解。优化结果显示,结构质量和应力较优化前分别降低5.57%和14.91%,文中所提方法在滑翔机结构优化设计中具有可行性。     

基于大气湍流效应的蒸发波导PJ 模型研究

本文基于海洋大气近地层相似理论和一维Kolmogorov 谱函数, 建立考虑各向同性和各向异性湍流效应的蒸发波导模型, 并基于相对误差理论, 将数值模拟的大气修正折射率与根据试验采集数据计算得到的修正折射率进行对比分析。研究结果表明： 湍流效应对蒸发波导模型的预测结果有影响, 且考虑各向异性湍流效应的蒸发波导模型预测精度更高。因此在构建蒸发波导模型时, 需要考虑各向异性湍流对大气折射率的扰动影响, 才能得到更准确的大气修正折射率廓线。通过引入各向异性大气湍流理论, 能够有效提升蒸发波导模型的适用性, 为后续反演大气波导提供较好的模型基础。     

基于代理机制的“数字海洋”授权模型研究

"数字海洋"用户授权系统建设是整个信息基础框架构建的基础,是实现框架内数据与应用资源整合的前置条件。在对框架构建授权需求进行深入分析的基础上,结合目前网络授权方案的发展以及基于角色的用户访问控制技术,本文给出了用于实现框架授权的基于代理机制的授权模型,有效解决了节点用户授权的复杂需求。     

基于灵敏度分析的海洋油气资源BP神经网络预测模型的优化

作者针对BP神经网络结构设计中存在的问题,提出利用灵敏度分析方法对BP神经网络预测模型进行优化。通过BP算法与参数灵敏度分析的结合,寻找网络输入属性与输出属性之间的影响因子;在保证精度的前提下优选网络输入属性,简化网络结构,以增强网络的泛化能力,减少人为主观因素对网络设计的影响。最后以海洋油气资源预测为例,结合实测资料建立BP神经网络预测模型并进行了优化及预测精度评价,表明优化后的模型既能有效提高油气资源预测结果的稳定性,又不损失预测精度。     

Nozzle Optimization for Water Jet Propulsion with A Positive Displacement Pump

In the water jet propulsion system with a positive displacement (PD) pump, the nozzle, which converts pressure energy into kinetic energy, is one of the key parts exerting great influence on the reactive thrust and the efficiency of the system due to its high working pressure and easily occurring cavitation characteristics. Based on the previous studies of the energy loss and the pressure distribution of different nozzles, a model of water jet reactive thrust, which fully takes the energy loss and the nozzle parameters into consideration, is developed to optimize the nozzle design. Experiments and simulations are carried out to investigate the reactive thrust and the conversion efficiency of cylindrical nozzles, conical nozzles and optimized nozzles. The results show that the optimized nozzles have the largest reactive thrust and the highest energy conversion efficiency under the same inlet conditions. The related methods and conclusions are extended to the study of other applications of the water jet, such as water jet cutting, water mist fire suppression, water injection molding.     

一种小型水下自航行器推进系统设计与分析

从系统角度考虑,整体优化,设计了水下自航行器推进系统.通过外形优化减小轴向阻力,根据阻力和综合分析设计螺旋桨,并由敞水池试验验证螺旋桨的性能,在此基础上完成了推进控制系统的分析与优化设计.试验结果证明系统设计方法正确,推进系统性能良好.     

浅地层剖面仪噪声特征分析及采集参数优选

浅地层剖面仪具有配置灵活、作业方便、经济高效、分辨率高等优点,在海洋地质研究和海洋工程调查中得到了广泛应用,但易受到噪声干扰。在分析浅地层剖面仪运行时干扰噪声形成机理的基础上,设计噪声采集方案,采集设备运行时的背景噪声和其他声学设备干扰,分析干扰噪声特征,为现场数据采集以及室内数据处理提供依据。通过分析浅地层剖面仪的噪声特征,提出控制激发频率范围,将激发能量集中在优势频带内,并在采集时设置合理滤波参数,滤除其他声学设备干扰噪声。以"向阳红01"科考船浅地层剖面仪为例,设置激发子波频带:1.0～6.0 kHz,脉冲长度设置为10 ms,信号接收时设置滤波门限为1.0-2.0-6.0-10.0 kHz,去除其他声学设备对剖面的干扰,最终取得非常理想的浅地层剖面。     

Structural and Operational Optimization of A Flapping Fin Used as A Self-Propulsor for AUV Propulsion

Marine mammals could directly harvest energy from waves and obtain propulsive force through oscillating flapping fins or horizontal tail flukes, which in many cases have been observed and proved to be substantial. The propulsion generated by the flapping fin has been analyzed by many researchers from both the theoretical and experimental prospects; however, the structural and operational optimization of a flapping fin for the optimal propulsion performance has been less studied, such as the inve...     

仿生机器鱼尾鳍推进效率的多参数优化研究

仿生机器鱼作为一种高效、高机动的水下机器人,得到了科研人员的广泛关注,对BCF方式机器鱼尾鳍推进效率的研究是其中的重点方向。目前对尾鳍推进效率的优化研究,大多局限于尾鳍单一参数的优化,这与自然鱼类的游动状态相差甚远,因而不能真正达到推进效率最大化的目的。本文提出了尾鳍多参数优化方案,通过对尾鳍转动频率、摆动幅值、击水角度和摆动周期等参数的联合优化,得到一组特定游速下的参数值,结果表明本研究对象在游速0.6L m/s时(L为体长),数值计算推进效率为65.7%,仿真推进效率为64.3%的,均大于目前单一参数的优化结果,充分体现了尾鳍多参数配合的优越性。本文的研究,对提高仿生机器鱼的推进效率具有积极作用。     

水槽造流系统水力计算与泵机选择

提供一种完整的用于试验水槽造流系统的水力计算和泵机选择方法 ,可用于其他类似工程设计。     

采用泵喷补偿技术的近底拖体水压场数值模拟研究

采用标准 k-ε 模型,结合 Fluent 软件,对采用泵喷补偿技术的拖体水下被拖行运动所产生的压力场变化进行了数值模拟实验。结果表明：采用泵喷补偿技术对拖体水压场的“马鞍形”分布特性影响较小, 但随着喷水速度的增加,拖体首端压力负值略有增加,而中段的负峰幅值显著增加,当喷水速度达到一定值后,拖体的压力特性曲线已经较为接近期望值,证明泵喷补偿技术具有一定的可行性。     

LVP Modeling and Dynamic Characteristics Prediction of A Hydraulic Power Unit in Deep-Sea

A hydraulic power unit (HPU) is the driving “heart” of deep-sea working equipment. It is critical to predict its dynamic performances in deep-water before being immerged in the seawater, while the experimental tests by simulating deep-sea environment have many disadvantages, such as expensive cost, long test cycles, and difficult to achieve low-temperature simulation, which is only used as a supplementary means for confirmatory experiment. This paper proposes a novel theoretical approach based on the linear varying parameters (LVP) modeling to foresee the dynamic performances of the driving unit. Firstly, based on the varying environment features, dynamic expressions of the compressibility and viscosity of hydraulic oil are derived to reveal the fluid performances changing. Secondly, models of hydraulic system and electrical system are accomplished respectively through studying the control process and energy transfer, and then LVP models of the pressure and flow rate control is obtained through the electro-hydraulic models integration. Thirdly, dynamic characteristics of HPU are obtained by the model simulating within bounded closed sets of varying parameters. Finally, the developed HPU is tested in a deep-sea imitating hull, and the experimental results are well consistent with the theoretical analysis outcomes, which clearly declare that the LVP modeling is a rational way to foresee dynamic performances of HPU. The research approach and model analysis results can be applied to the predictions of working properties and product designs for other deep-sea hydraulic pump.