机器鱼辅助水下考古实验研究

分析了水下考古对潜器的需求,从速度、机动性、与UUV的对比等方面阐述了SPC-II(Stability first, Propulsion secondary, Control the third)机器鱼水下作业的可行性,提出了基于盘旋下潜的机器鱼辅助水下考古实现方法．这种方法在实际考古中得到验证,弥补了SPC-II无法动力悬停的不足,并为下一步的研究提供参考．     

一种平面型透声水听器的建模与特性研究

为提高水听器的透声性能和接收性能,提出了一种基于穿孔金属骨架与柔性胶填充相结合的新型PVDF水听器背衬结构。具体分析了平面型PVDF水听器的工作机理,利用有限元法从水听器的透声性能和接收性能两个方面进行理论预报和优化设计。在此基础上,研制了平面型透声水听器样品并开展了性能测试。理论分析和实验结果表明,该背衬结构不仅可以有效抑制平面型PVDF水听器横向效应,起到提升低频灵敏度和降低频带内灵敏度起伏的作用,而且在改善水听器透声性能方面有较好的效果。     

三维水下移动传感网多目标有向路径覆盖增强研究

水下传感网中实现多个移动目标的协同追踪任是一个技术难题,针对这个问题论文提出了一种分布式的多目标有向路径覆盖增强算法。在实际的三维水下传感网中,水下传感器节点会随着水流运动而移动,被追踪的目标具有自主行动能力。假设移动规律遵从Meandering Current Mobility模型,多个运动目标沿着基于概率的Random Walk移动模型轨迹运动。在论文提出的算法中,覆盖运动路径的传感器节点通过两跳邻居节点范围内的水下传感器节点协同决策来实现最大化路径覆盖,通过调整水下传感器节点自身的有向覆盖方向达到多目标轨迹路径有向覆盖率平均值最大,并使多目标轨迹路径有向覆盖率标准方差尽量小。最后论文通过MATLAB软件仿真来验证分布式覆盖增强算法的有效性,能够显著提高多个移动目标的路径覆盖率。     

水下传感器网络中的多路径路由技术研究

水下声信道是一种复杂信道,由于各方面因素影响,在数据传输过程中,水下传感器网络数据链路层会有可能产生随机中断.研究了一种虚拟汇聚节点的多路径水下传感器网络路由技术,在随机布设的传感器节点中选取了缓存节点,并创建了局部的汇聚节点,通过多路径的路由技术,有效减少了网络吞吐率受链路中断的影响,并且避免了汇聚节点处的数据冲突.通过网络的冗余性,增强了网络稳定性、鲁棒性.     

水下目标的声纳回波数据仿真

对水下静态小目标的声纳回波信号进行了仿真研究。针对水下静态小目标中典型的圆柱壳体加球冠形头部的结构,建立了该类目标声纳回波信号的亮点模型,以及声纳系统走航探测时的动态数据模型。在计算仿真数据时,将模型化的目标回波数据与真实的水声背景混响数据相融合,更真实的模拟实际情况。通过与湖海试实验结果的对比,该模型仿真效果良好,可以为声纳信号处理、水下目标识别等方面的研究提供支持。     

基于观测器的水下机器人神经网络稳定自适应控制

给出了基于观测器的水下机器人神经网络自适应控制算法．控制算法由3部分组成：输出反馈控制、神经网络以及滑模项，其中输出反馈控制为了保证系统的初始稳定性；神经网络用于逼近系统的非线性动力学；滑模项用于补偿和抑制系统的外部扰动、神经网络逼近误差等．控制算法中所需要的速度量由状态观测器来提供．基于Lyapunov稳定理论给出了系统闭环稳定条件和稳定域．水池试验结果验证了算法的有效性．     

基于相交环的水下无线传感器网络节点自定位研究

在水下无线传感器网络中,当网络中锚节点稀疏时会出现未知节点单跳定位困难的问题。在对已有水下定位算法分析的基础上,提出了一种新的基于相交环的两跳定位算法(Intersect Rings 2-Hops location scheme,IR2H),该算法利用同心环裁剪,缩小未知节点的定位区域,并通过两跳来定位节点。实验结果说明,IR2H算法与原有算法相比具有较高的有效定位率及较低的平均定位误差。     

一种大型试验水池用40 t拖曳浮箱

针对水下大型设备的重量及结构,根据试验水池和月池的尺寸,设计一种结构简单、性能可靠、成本低廉的拖曳式浮箱,作为水下大型设备机作业时的辅助起吊以及出现故障、动力突然切断等特殊情况时的应急措施。该浮箱采用全焊接结构,包括承重架、浮力外壳和起吊梁,其中承重架为框架结构,浮力外壳为钢板,起吊梁为工字梁。运用COSMOS有限元软件对浮箱和工字梁进行了强度和刚度验证,并成功地进行了水下大型设备的起吊试验,测算出该设备的水下重量。     

物理敏化对乳化炸药水下爆炸特性的影响

对使用膨胀珍珠岩敏化和玻璃微球敏化的乳化炸药,利用水下爆炸技术测试了其比冲击波能和比气泡能。结果表明,敏化剂的含量在4%左右时,乳化炸药的爆轰性能较为理想。总体而言,用玻璃微球敏化的乳化炸药的水下爆炸性能优于用膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药。     

水下冻结工程温度场物理模拟研究

推导了水下地层冻结温度场物理模拟的相似准则,然后进行了模型设计并进行了模拟试验,得到了静水和不同水流速度条件下冻结温度场的分布规律。