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。     

关于YZ-Ⅲ型遥测波浪仪浮标的设计

本文论述了YZ-III型遥测波浪仪测波浮标的总体及结构设计。该测波浮标在结构上具有即可定点系留使用,也可以随船使用的特点。垂摆式的自平衡系统,具有独特的结构形式和良好的随动性能。本文还论述了浮标的随波性能及浮标的系留方式。浮标升沉达到随波状态时的周期不大于1.03s。在强流区定点系留浮标时,作者建议采用一种有助于克服强流影响的系留方式。     

表层漂流浮标的研制与海上实验

本文介绍了国内首次研制的表层漂流浮标的基本情况，包括结构设计、传感器选择及海上实验，该浮标目前仅测量海流和水温二个参数。文中给出了２２天的水温实测数据和ＡＲＧＯＳ系统对浮标的定位数据。     

关于YZ-Ⅲ型遥测波浪仪浮标的设计

本文论述了YZ-III型遥测波浪仪测波浮标的总体及结构设计。该测波浮标在结构上具有即可定点系留使用,也可以随船使用的特点。垂摆式的自平衡系统,具有独特的结构形式和良好的随动性能。本文还论述了浮标的随波性能及浮标的系留方式。浮标升沉达到随波状态时的周期不大于1.03s。在强流区定点系留浮标时,作者建议采用一种有助于克服强流影响的系留方式。     

定位浮标在波浪中的动态响应

定位浮标是为满足水下蛙人部队定位要求而设计的。定位浮标的升沉和横摇运动对海水中换能器阵的水声定位精度影响较大，而使定位浮标产生这两种振荡的主要激励源是波浪。在不考虑流和风对浮标作用的前提下，以规则波作为激励源，研究了定位浮标在波浪激励下的两种运动模型，然后用计算机对横摇和升沉运动模型进行了仿真，最后从运动模型出发提出了减少浮标振幅的有效办法，这对定位浮标结构设计有重要意义。     

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。     

可抛弃式水动力监测微型浮标设计

本文设计了一种新型基于窄带物联网LoRa通信机制、自组无线网的可抛弃式微型浮标,能解决目前浮标存在的通信传输不稳定、采集精度低、体积大、成本高等普遍性问题。该浮标可大量放置,不回收,随海流漂移,可按设定周期向云端服务器发送海流位置、流速和浪高等参数。文中首先介绍了带减摇鳍和舵叶的微型浮标的结构设计和通信网络设计,然后通过ANSYS Workbench对微型浮标优化前后的结构进行流固耦合仿真;最后对浮标进行了水槽试验,通过流固耦合仿真和水槽试验证明带减摇鳍和舵叶的微型浮标稳定性强,能较好地反映水动力学参数,对监测海洋表层流水动力参数有一定应用价值。     

激光三角法溢油油膜厚度测量技术研究

提出一种激光三角法溢油油膜厚度测量方法与海上应用采样池结构设计,针对石油与柴油搭建光学实验平台进行了油膜厚度测量实验,获得了油膜厚度信息。这种非接触测量方法具有原理简单、测量方便、成本低、精度高等特点,对实现水溶液表面油膜厚度的动态在线测量有重要意义。     

我国的海洋剖面探测浮标-COPEX

文章概述了国外Argo浮标的特点及今后的发展状况，重点详细介绍了我国自行研制的COPEX浮标的工作原理、结构设计、通讯、电路原理以及海上实验的情况。通过照片、图表绘出了该仪器的实验数据和实验结果。     

一种多参数表层漂流浮标的结构优化与性能分析

多参数表层漂流浮标可用于海洋水文要素和海面气象要素的实时观测,但存在体积和重量过大、在海浪中摇摆剧烈的问题。针对以上问题,提出了一种结构优化方案,并从稳性和耐波性两个方面进行性能分析,分别用回复力臂和摇摆固有周期两个关键参数衡量优化方案的优劣。结果显示:倾角在0°~85°范围内,优化方案的回复力臂曲线在零点处的斜率比原漂流浮标增加96%,优化方案的回复力臂最大值比原漂流浮标增加41%;优化方案的摇摆固有周期减小到3.21 s,远小于原漂流浮标7.30 s的摇摆固有周期,且避开了波浪主能量周期范围。优化方案的稳性和耐波性比原漂流浮标明显改善,为多参数表层漂流浮标的结构设计提供参考。     

多环芳烃油指纹应用于船舶溢油鉴别研究

溢油种类主要包括船舶燃料油和原油,二者性质的差异决定了鉴别方法也相应不同,寻求适合于船舶溢油的鉴别方法具有重要意义。在使用柱色谱层析方法对样品进行分离前处理的基础上,以气相色谱/质谱方法(GC-MS)为主要分析手段,对溢油样品和可疑船舶溢油源样品的多环芳烃油指纹特征进行对比,并在多环芳烃油指纹参数的基础上进一步进行多环芳烃内组成三角图分布特征与聚类分析研究,成功为珠江口水域某船舶溢油事故追踪到肇事溢油源。结果表明:取自丁船的油样和现场溢油样芳烃油指纹特征最为相近,是此次溢油事故的溢油源。受风化作用后的船舶燃料油中饱和烃类化合物数量稀少,且含量极低,不适合用于溢油鉴别,而多环芳烃类化合物较饱和烃类化合物而言具有含量高、种类丰富的特点,是该类溢油鉴别的主要油指纹依据。使用油指纹参数进行可疑溢油源识别时,充分考虑油品中有机分子所受风化影响程度的不同是风化条件下溢油鉴定的关键。因此,多环芳烃油指纹可以有效应用于船舶燃料油溢油的鉴别。     

海上溢油量评估方法研究综述

近年来,国内外海上溢油污染事故的频发,使得全社会对海洋污染的关注不断升温。海上溢油量是评价海上溢油事故威胁程度和确定溢油事故等级的重要指标,也是污染赔偿追责的重要依据,同时对于现场溢油应急处置和科学决策也有重要作用。本文总结分析了目前主要的4种海上溢油量初步评估方法,包括质量平衡法、工艺流程法、现场观测法和数值模拟法。不同溢油量估算方法适用的溢油源和溢油方式各有不同,估算的溢油量也不尽相同。实际应用中,通常根据具体情况选择多种方法进行溢油量综合评估。本文从实际应用出发,探讨几种可用的溢油量评估方法,并结合案例进行说明。     

海上溢油数值模型研究进展

我国是海洋大国,近年来,海上活动持续增多,发生海上溢油事故的风险随之加大,海上溢油污染事故一旦发生,如不得到及时控制,必将严重损害我国近海海洋环境。为了完善我国海上溢油应急反应体系,提高我国处理重大海上溢油事故的应急反应能力,海上溢油污染应急技术研究已经得到开展。本文综述了溢油预测模型的发展过程以及相关的研究成果,包括：溢油扩展模型、溢油漂移模型、油粒子模型和溢油风化模型等。这为进一步开展溢油预测和溢油污染应急工作提供了理论依据和参考。     

渤海海域多源遥感溢油风险评价与长序监测

渤海海域溢油事件频发,所以进行海洋溢油风险时空特征分析,对于开展卫星遥感溢油精确监测具有重要意义.作者采用多源高分辨率卫星遥感数据,提取渤海海域船舶及石油平台两类主要溢油风险源分布状况,结合2015—2020年间渤海海域海上溢油卫星遥感监测结果,分析多种传感器下不同类型溢油的成像特征,通过溢油风险源核密度分析方法,获得...     

北极通航船舶溢油的运动数值预测与应急处置

基于北极海域脆弱的生态环境特点,为了将溢油污染危害降至最低,以FLUENT为研究平台,建立多项因素共同作用下的船舶溢油模型,分析溢油在有冰海域中的运动特点.结果表明;当冰盖存在时溢油会黏附于冰的下表面,扩散范围小于相同温度下自由海面上的油膜扩散范围;部分溢油会被卷吸到冰盖表面并继续迁移,加速了冰盖的融化;溢油点距离冰盖...     

同化技术在渤海溢油应急预报系统中的应用

溢油应急预报对溢油事故现场处理具有重要指导意义。国内外已开展大量溢油数值预报技术研究,但由于各类误差的引入(尤其风和流数值预报误差的引入)以及模型本身的不完善等各种原因导致溢油数值预报无法满足日益提高的溢油预报精度需求。随着现场观测技术和监测水平的提高,如何充分利用实时观测数据提高业务化溢油应急预报精度,并满足应急预报迅速快捷的要求,成为目前业务化溢油应急预报的首要问题。国家海洋环境预报中心于2008年实现了渤海溢油业务化预报系统的建立和业务化应用,本文针对当前渤海溢油业务化应急预报中存在的现实问题,利用已有渤海海上5个石油平台从2010年1月至2011年2月的风场观测数据,初步开展最优插值方法(optimal interpolation assimilation method,OI)同化技术在国家海洋环境预报中心渤海溢油应急预报系统风场订正的应用研究。本文采用交错订正方法,确定了OI同化技术中相关尺度因子的选取,从而实现在这5个观测站地理分布情况下,OI同化技术应用中参数的最优化,之后在理想实验和实际案例的应用中,该同化方法明显提高渤海溢油预报精度。本文为如何进一步利用同化方法迅速快捷地实现溢油应急预报精度的提高提供了一定研究基础。     

海面水包油乳化液溢油量等效估算方法研究

激光诱导荧光(LIF)是一种主动光学探测技术,该技术已在海面未乳化溢油油种鉴别及油膜厚度评估方面取得了一定的研究成果,但乳化溢油的监测理论基础和探测方法尚未成熟。溢油乳化物的量化会直接影响溢油污染的应急处理和灾害评估,但目前对溢油乳化液溢油量的计算尚未有研究报道。本文以水包油乳化液为研究对象,基于等效思想,根据油量相等建立了水包油乳化液与油膜的荧光检测等效模型,并依据光的辐射传输机理推导出等效油膜厚度的估算公式,最后采用仿真实例对估算方法的适用性和有效性进行了验证。实验结果表明,当水包油乳化液含油率小于12×10^-6,厚度小于5.98 cm时,利用所提出的等效方法能有效计算出水包油实际溢油厚度。该方法可为海面乳化溢油量的估算提供一种创新性的方法,具有良好的借鉴意义和实际应用价值。     

星载SAR监测海洋溢油污染的初步研究

对星载SAR监测海洋溢油的基本原理进行总结并分析了影响溢油监测的SAR参数及干扰SAR海洋溢油监测的各种因素;对搜集到的星载SAR数据进行处理,并给出中国黄海海域的海上溢油分布的初步统计分析,结果表明该海区的溢油主要分布在海上主要航线附近。     

2011年6月-8月渤海湾溢油事故长期后报数值模拟

三维业务化溢油应急预报系统不仅能提供逐时的海洋环境信息预报和溢油漂移扩散,还能对溢油事件进行后报数值模拟。2011年6月4日在渤海湾蓬莱19-3B采油平台发生溢油事件,同月17日19-3C平台也发生溢油事件。此次溢油事故造成了数千平方公里海水受污染。本文采用国家海洋环境预报中心自主研发的溢油模型对蓬莱19-3溢油事件进行长期后报数值模拟,在风流海洋环境场的驱动下,模拟了2016年6月到2016年8月,两个平台溢油的漂移扩散情况、影响范围,靠岸时间和影响岸段等。风场采用基于WRF模型模拟得到的再分析风场,并用实测风对再分析风场进行订正,流场采用基于POM模式在再分析风场驱动下得到的海流。后报结果显示,溢油主要向西北方向漂移,并最终靠岸,其扫过的海域也主要在平台的西北方向,这与观测结果一致,验证了后报的可靠性。     

基于简缩极化SAR的溢油检测与分类方法

针对简缩极化SAR在海上溢油的检测与分类应用开展研究,利用欧式距离全面分析了简缩极化SAR的36种极化特征在溢油检测与油膜分类中的性能,发现简缩极化特征中的奇次散射系数的溢油检测性能最好,简缩极化熵的疑似溢油鉴别性能最好.在此基础上,提出了结合二叉树原理的简缩极化SAR溢油检测与油膜分类算法,并分析了RADARSAT-...