由CDT数据拟合S-T关系用于温度链产生声速剖面

1引言海水声速(C)是温度(T)、盐度(S)和深度(H)的函数,经验公式一般表述为:C=C0 ΔCT ΔCS ΔCP ΔCTSP(1)其中C0为一基项,ΔCT、ΔCS、ΔCP和ΔCTSP分别是与温度(T)、盐度(S)和深度(H)相关的量。其中以温度     

海洋垂直温度剖面实时监测系统

本文介绍海洋垂直温度剖面实时监测系统的用途、电原理框图、工作原理，并给出温度检定数据和在海上实际使用的结果。这种仪器具有测温精度高、结构简单、使用方便的优点，具有广泛的应用前景。     

机载抛弃式温度剖面仪系统设计

抛弃式温度剖面测量系统(Expendable Bathy Thermograph, XBT)是一种可在测量船航行状态下进行海洋温度剖面测量的测量仪器,它具有实时、快速和低成本的特点,广泛地应用于大洋科学考察和海洋物理特性研究.基于时分多址原理设计了机载抛弃式温度剖面测量系统(Airborne Expendable Bathy Thermograph, AXBT),该系统允许8个AXBT浮标同时工作,可以大幅度提高测量效率.给出了AXBT机载单元和AXBT浮标的硬件设计,并根据AXBT浮标温度测量的特点给出了通信时隙分配方案和数据冗余编码方案.最后给出了AXBT系统湖上试验结果,试验结果表明AXBT系统工作稳定可靠.     

水体剖面温度测量仪的研制

研制了一种测量水体表面和水体剖面温度的仪器,详细阐述了该仪器的设计原理、具体结构、测试过程及最终的实验结果。水体剖面温度测量仪集辐射测温与接触测温于一体,可实现水体表面及以下1200mm不同位置水体剖面的温度测量;测量范围在0～40℃,辐射测量不确定度为0.24K,接触测量不确定度为0.12K;该仪器具有自动存储数据的功能,可漂浮在水面上连续自动测量2星期。     

普通克里金法在海水温度剖面插值中的应用

海水温度剖面在水声学领域扮演着重要的角色,而目前大面积实时温度剖面测量能力尚存不足,因此对于海水温度剖面的网格插值研究就有一定的意义。基于普通克里金法对某海域获得的剖面样本进行插值,通过逐点逐面的拟合最终得到该海域三维温度场。通过拟合温度剖面和部分样本剖面的对比,证实普通克里金法对于海水温度剖面拟合具有很好的效果,具有应用的可行性。     

利用字典学习方法的声速剖面反演研究

针对经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)建模反演得到的声速剖面(Sound Speed Profile,SSP)估计值分辨率比较低的问题,文章采用字典学习方法中的K-奇异值分解(K-Singular Value Decomposition,K-SVD)算法生成声速剖面的非正...     

海上水平井蒸汽吞吐焖井阶段温度与压力剖面测试实例

为了评价海上水平井的稠油蒸汽吞吐开采效果和油藏动用状况,在焖井阶段用氮气压井,将蒸汽向下挤至500～800m位置,用Φ1.25″连续油管拖动耐温400℃仪器(放置在托筒内)测试了300m长度水平段的温度、压力剖面.整个施工过程中,井口最高温度为28℃.氮气压井技术保证了井下高温、高压条件下的施工过程安全.     

基于参考点之间水声传播的声速剖面反演

针对海洋声速剖面测量成本高、长期观测困难的难题,文章初步研究了利用水下固定参考点与水面已知位置之间的声信号传播时延来反演海水声速剖面的方法,提出了一种等声速分层模型下的声速剖面反演方法。将海水分层,对声信号传播过程进行建模,推导反演声速的非线性方程组;再利用牛顿迭代法,对非线性方程组进行求解。通过仿真和海试试验数据处理,分层数不同时,反演声速与实际声速之间的误差随着分层数的增加而变小,声速误差最小为0.80 m·s^-1左右,验证了反演方法的有效性与准确性。     

浅海声速剖面对吊放声纳探测距离的影响

吊放声纳的作用距离不仅和自身设备性能有关,还和海洋水声环境特性及吊放声纳入水深度有着密切的关系.本文阐述了浅海不同声速剖面中的声传播特性,通过仿真声线轨迹分析了几种典型的浅海声速剖面对声传播的影响.通过对声纳、水声环境以及目标的模型化计算,利用射线模型仿真了几种不同声速剖面情况下吊放声纳的主动作用距离.分析了吊放声纳入...     

温度冲击试验箱的参数测量

简介了温度冲击试验原理，提供了一种测量温度冲击试验设备参数的方法，并分析了一个实例。     

基于最小方差的声线跟踪自适应分层算法

针对高精度水声定位系统中定位精度与计算量相互矛盾的问题,提出了基于最小方差的声线跟踪自适应分层算法。该算法根据声速在有限范围内规律变化的特点,对声速剖面全局搜索,通过各段声速散点到其拟合直线的总方差表示拟切分段与原始声速剖面的差别,利用最大差别找出最佳切分点,保留原始声速剖面特征,实现对声速剖面的简化。实验结果表明,该算法在保证定位精度的同时能够提高计算效率,具有良好的工程应用价值。     

基于爆炸声传播时间的声速剖面反演

特征声线搜索以及传播时间测定的精确性是基于声传播时间的声速剖面反演的关键。在具有倾斜海底的三维海域,声线在海底的反射会导致水平偏转,给特征声线搜索和声传播时间计算带来了困难。为此,首先提出了一种三维空间特征声线搜索方法。通过对南海海洋环境反演实验数据的处理,分析了声线的水平偏转对声传播时间的影响,并用爆炸声传播时间作为代价函数,用量子粒子群算法作为优化算法进行了声速剖面反演。结果表明,海底坡度较大时,声线的水平偏转对声传播时间影响较大,考虑声线的水平偏转能有效地减小声传播时间计算的误差,进而使得声速剖面反演的精度得到显著提高。     

多元有机混合液体声速温度系数的预测方法

根据Jacobson理论及液体声速与分子自由程的关系 ,导出了多元有机混合液体声速与各组分声速之间的关系 ;推导出多元有机混合液体声速温度特性的预测公式 ,并根据组成多元有机混合液各组分特性参量 (摩尔分数、密度、自由程、等压膨胀系数等 ) ,利用文中给出的多元有机混合液声速的温度特性预测公式 ,对由丙酮、四氯化碳、苯、甲醇组成的三元系、四元系有机混合液体的声速温度特性进行了理论值的预测 ,理论预测结果与实验测量结果符合较好     

多波束测深中声速剖面的分层EOF自适应重构

在海水性质变化剧烈地区利用重构声速剖面进行多波束测深时,传统的经验正交函数(Empirical Orthogonal Functions,EOF)方法在阶次选取时未顾及声速浅水的复杂性和深水的平稳性的特点。针对传统EOF方法存在计算量大、精度低等问题,给出了一种声速剖面EOF重构中分层阶次的确定方法。根据常梯度声线跟踪计算深度,在满足0.25%倍水深限差的要求下,统计有效波束比,采用自适应方法确定出合理的阶次。实验结果表明,该方法相较于传统EOF重构声速剖面测深的阶次选取方法,降低了运算量,提高了精度。     

曲线形水中悬浮隧道的温度内力研究

采用混合法研究张力腿定位的曲线形水中悬浮隧道的温度内力。分析表明,由温度升高导致隧道膨胀(或收缩)所产生的轴向力很小,主要是径向力,同时还会产生扭矩和弯矩。通过数值实验给出张力腿的水平径向力与张力腿弹簧系数、隧道曲率半径、截面抗弯刚度及圆心角之间的变化关系。计算结果表明温度内力变化复杂,两组张力腿温度内力此消彼长。     

火焰燃烧区域空气声速与温度关系的实验研究

为使声学方法能对火焰温度进行精确测量,实验研究了火焰燃烧区域中空气声速与温度的关系。首先对非火焰气体环境中的声速与温度进行测量,然后在此基础上对不同燃料燃烧的火焰区域进行声速测量实验,并结合热电偶测得火焰温度,进而得到火焰中空气声速与温度的关系。结果表明:在固定距离下,与室温空气环境相比,高温烟气环境会使声波的传播时间减小,火焰环境会使声波的传播时间变长;在非火焰区域,空气声速与温度的关系符合理想气体中声速与温度的关系;在火焰燃烧区域,空气声速与温度关系偏离理想气体的声速与温度方程,与按照理想气体计算的声速结果相比,实际声速测量值偏小;对于同种燃料的火焰,随着火焰温度升高会出现空气中的声速减小的现象。     

海底倾斜度对声传播的影响

1引言南海海底环境复杂,存在着许多海深及底质水平变化的区域。由于海底变化对水声物理规律有着非常大的影响[1],因此,在此类海域进行声传播预报和海底反演时的参数选取和模型构建时必须给予足够的重视。国际上关于海底大起伏的实验和理论研     

基于K-means聚类分析与单经验正交函数回归法的南海声速剖面估计方法研究

基于遥感参数和Argo历史数据对水体声速剖面(Sound Speed Profile, SSP)进行重构,对单经验正交函数回归(single Empirical Orthogonal Function-regression, sEOF-r)法在南海的适用性进行了研究。由于南海动力活动的复杂性,SSP扰动相对复杂,同时海域内SSP样本稀疏,相关的SSP统计学估计方法在南海区域还难以有效应用。文章基于K-means对样本进行聚类分析,讨论南海海域正交经验函数模态的一致性。通过扩大重构实验网格解决样本稀疏的问题。利用经典的sEOF-r对南海SSP进行反演,对重构SSP的误差分析说明了该方法在南海海域应用的有效性。SSP重构的均方根误差为2.341 1 m·s^-1,较大误差主要出现在深度40～200 m,其原因是海域内混合层深度发生变化。实验证明在南海区域内利用遥感参数可以有效地估计SSP。