模型桥墩局部冲刷瞬时地形数据自动获取装备研制

模型试验中冲刷地形测绘装备相对落后,致使桥墩周围局部冲刷瞬时地形数据无法实时获取,冲刷动态发展过程及机理的模型试验研究工作难以开展。研制了一种模型桥墩局部冲刷瞬时地形数据等值线自动绘制装备,并利用室内水工模型试验优化了各组成的性能指标,量化了绘制装备的设计参数,分析了监测系统在模型应用中的测绘精度及在工程原型中的适用性。模型试验研究表明,该装备结构简单,操作方便,加工制作成本较低,精度及灵敏性较高,能够快速获取动态过程中局部冲刷瞬时地形等值线,适用于局部冲刷发展影响流场特性研究中的水下地形快速测绘,也可按放大比尺制作成型后应用于涉水建筑物周围水下地形监测。     

海水中VLF传播特性分析

本文以电磁波反射定律与折射定律为基础,建立了电磁波在两种介质分界面处的传播模型,研究了甚低频电磁波在导电媒质中的传播特性,推导了甚低频波在海面及海水中传播的电场表达式,分析了导电媒质对不同频率的电磁波所产生的影响,分析结果表明,甚低频电磁波在海水中的穿透深度较大,能够满足水下通信要求。     

刀盘结构对水下切粒水室流场分布的影响

对于特殊材料的水下切粒加工,采用立式爪形刀盘的独特结构。运用有限元分析软件fluent,对水下切粒水室进行数值模拟,对比分析立式爪形刀盘与传统刀盘的水室流场分布,探究不同的刀盘结构以及刀盘位置的变化对于切粒水室流场分布的影响。     

高温水冷后循环加卸载条件下花岗岩的渗透性

针对水下隧道火灾喷水灭火降温过程中围岩的渗透性问题,对高温水冷后循环加卸载条件下花岗岩的渗透性开展了试验研究.以高温(25、400和900 ℃)水冷后的花岗岩试样为研究对象,通过轴向压应力循环加卸载过程中气体渗透性试验,研究花岗岩渗透率变化规律.结果表明:轴向压应力循环加卸载试验过程中,花岗岩试样的卸载模量随着高温水冷处理温度升高而减小,随着轴向压应力增大,卸载模量总体呈上升趋势,气体渗透率随温度升高而增大;花岗岩BET比表面积与BJH孔体积在900 ℃高温水冷后明显减小.     

水下设备安装过程及其影响因素分析

为了提高水下设备安装精度与工作效率,基于海上工作经验及查阅国内外相关文献,对水下设备的安装过程进行了研究,其总体过程大致分为5个阶段,即装船固定、提升操作、穿越飞溅区、深水下放、落地坐放;分析了影响水下设备安装过程的主要因素,其中水深主要影响吊放系统和设备在水下的横向偏移;波浪载荷主要应用船舶的动态响应,在设备经历穿越飞溅区阶段时对设备及缆绳造成损伤的风险较大;水下设备自身参数主要影响安装方式和安装船舶的选用。     

水下拖曳体多源信息监控系统设计与实现

基于海洋电法探测系统中水下拖曳体对多源信息实时监控的需求,设计了一种准实时监测拖曳体的运动状态与环境信息的监控系统。该系统可与水面监控器保持命令与数据沟通,并在监控器的指令下启动水下电法仪执行参数设置、数据采集等操作。经系统样机的海上测试结果表明,系统性能稳定可靠,能够在其他水下信息采集作业中得到推广应用。     

水声传感阵列指向性与系统传输性能研究

针对浅海水声通信中水汽界面和海底的反射产生多途效应对信号传输的影响,依据水下声传输原理,分析了水声信道中的噪声特点和产生多途效应机理,研究水声信道中声传感器指向性与传输性能关系,探讨水声传感阵列方式在水下通信环境的优势,设计合理的阵元间连接形式、阵列驱动电路和阻抗匹配电路,保证有效的功率耦合效率。经水下试验测试表明:采用一定指向性的声阵列结构,利用单个阵元波束宽度小于10°,构成阵列结构的波束宽度小于30°,并进行一定阻抗匹配,可减小能量损失,有效提高水声通信系统性能。     

Robust control of variable speed autonomous underwater vehicle

Set point tracking control of autonomous underwater vehicle (AUV) via robust model predictive control (RMPC) is considered. Input-constrained RMPC with integral action, which has been developed in our previous work, is used to control the AUV in this study. In order to derive a RMPC control rule, non-linear dynamics of AUV with six degree of freedom is linearized at certain operating points. So, horizontal and vertical plane dynamics of system are represented by linear models which have polytopic uncertainties. Since the derived control rule will be used in real time, the computation time should be reduced. To overcome this computational time problem and get rid of trial–error step of Algorithm 1, a new algorithm is proposed here. The simulations are carried out using the control rule based on this algorithm and these results are presented.     

基于驱动电流的水下热敏剪应力微传感器灵敏度研究

驱动电流是热敏式剪应力微传感器的一个重要参数。增大驱动电流可以提高传感器的灵敏度,但传感器的安全工作温度又限制了驱动电流的增大。研究了如何基于驱动电流来最大程度地提高传感器灵敏度。从理论上分析了传感器灵敏度随剪应力输入的变化规律。通过静水中的I-V特性测试实验,确定了传感器在水下工作的最大允许驱动电流。通过电压—剪应力特性测试实验,验证了传感器灵敏度与驱动电流的关系,得到了传感器在最大允许驱动电流激励下的灵敏度。研究,发现最大允许驱动电流可以使传感器在剪应力为0.2Pa时的灵敏度达到23.8mV/Pa。     

基于多传感器信息融合的水下运动体速度测量

针对水下运动体测速中存在的难度大、精度低等问题,提出一种基于加速度计和机械测速装置的融合测速方法。该方法实质上是一种改良的模糊自适应卡尔曼滤波,在常规卡尔曼滤波的基础上,引入了自适应参数,并通过模糊控制器对残差的监控来实时调整自适应参数。经Matlab仿真和实际试验证实:该方法可以有效地提高卡尔曼滤波器的跟踪性,并改善滤波效果,适用于通用的水下运动体测速。