新型网箱浮架系统水动力分析及系泊方式研究

设计了一种新型网箱浮架系统,利用SESAM对其进行了频域水动力分析以及考虑不规则波浪、风、流载荷和系泊共同作用的时域耦合分析,并与传统双浮管网箱浮架系统进行了分析对比,得到方形网箱与圆形网箱的水动力特性的差异以及各自的优缺点,对实际中网箱的开发设计有一定的借鉴意义;通过计算,证明新型网箱浮架系统在工作海况能正常工作,在极端海况下也能满足安全性的要求;最后对4种常见系泊方式进行了时域耦合分析,得到了四种系泊方式的系泊特性,对实际工程中系泊方式的选择有一定的参考意义。     

基于CFD模拟的单点系泊船型网箱浮架结构分析与设计

针对单点系泊(SPM)网箱系泊力大于传统网箱,离岸环境承受风浪时风险更高的问题,研究设计了一种相较传统圆形网箱拥有更小系泊力的船型网箱,运用正交原理制定了三因素三水平的试验方案,对网箱浮架进行了计算机数值模拟,分析网箱在波流共同作用下的水动力特性变化。研究表明,在兼顾经济成本与网箱安全性的条件下,长24 m,宽9 m,头部角度为60°的网箱浮架具有较优良的水动力性能和相对较低的养殖成本。该网箱系统能随着潮流改变方向而在锚点周围移动,从而极大减小网箱底部的养殖残渣堆积并降低锚固安装成本,可为我国深水网箱的发展提供一定的理论参考依据。     

深水网箱投饵机设计与试验研究

根据网箱养殖的特点,结合网箱养殖的经验,设计了1种深水网箱投饵机,并进行了相应的试验,测定了不同情况下产生的真空度以及在冲饵管和吸饵管不同开度时的下料时间。此投饵机使用水力环流供饵、水力抽负吸饵、水动力投饵,充分利用了丰富的海水资源,用汽油机水泵作动力,利用管道将饵料抛向网箱,可向多个、距离不同的网箱供饵。作为1种新的投饵机具,可用于网箱养鱼和池塘养鱼的投饵。     

HDPE圆形升降式网箱下沉时最大倾角的研究

分析了1种HDPE双浮管圆形升降式网箱的沉降过程,并利用几何分析方法找出该升降式网箱沉降的最大倾角与网箱系统参数之间的关系,制作1个圆形升降式网箱模型,在静水池中进行沉降实验。试验过程中,通过水下摄像及图像处理软件找出网箱沉降时的最大倾角。模型网箱最大沉降倾角的理论计算值为22.77(°),实验观测值20.80(°),二者误差为9.4%,最大倾角的理论计算值和试验测量值基本吻合,说明理论计算方法是可行的。据此,计算出国内常用的周长40 m的HDPE双浮管圆形升降式网箱的最大沉降倾角为31.29(°)。并以周长40 m的双浮管HDPE圆形升降式网箱的尺度参数作为参考,分析该网箱浮绳框边长、沉降水深和网箱直径与网箱最大沉降倾角的关系,得出这三者与沉降倾角呈线性关系的结果,为HDPE双浮管圆形升降式网箱的设计及安全操作提供了理论依据。     

海流干扰下网衣清洗机器人控制方法研究

在中国海洋渔业中,网衣清洗机器人对网箱养殖有害物附着的清洗具有重要作用。为了提高网衣清洗机器人在海流干扰下工作的稳定性,本文根据网衣清洗机器人的工作特点,提出了采用串级-前馈比例积分微分(PID)控制方法对海流干扰下的网衣清洗机器人进行控制,通过仿真实验证明该方法是可行的。为进一步提高控制效果,在串级-前馈PID控制的基础上加入模糊控制,仿真结果表明,改进后的控制器一定程度上减少了网衣清洗机器人运动稳定时间和超调量。     

水下自主机器人水动力预报方法研究

针对水下机器人操纵性优化设计中水动力系数预报问题,在水下机器人水动力预报中引入艇体肥瘦指数概念,确定了水下机器人艇体几何描述的五参数模型。提出采用小波神经网络方法预报水下机器人水动力,确定了神经网络的结构,利用均匀试验设计方法,设计了神经网络的学习样本。研究结果表明,只要确定适当的输入参数,选择适当的学习样本和网络结构,利用小波神经网络方法对水下机器人水动力进行预报可以达到较好的精度。     

摆动尾鳍水动力性能的试验和数值研究

鱼类能够在水下高速度、低噪音、高效率地游动。鱼类出色的推进性能通过其摆动尾鳍实现。这种摆动尾鳍推进方式已经用在了水下无人航行器上。因此研究摆动尾鳍的水动力性能是非常有意义的。对摆动尾鳍的推进水动力性能进行了详尽的研究。设计、装配了一套仿尾鳍推进系统,并对其进行了相应的水动力试验。在试验中研究了运动参数对摆动尾鳍水动力性能的影响。与此同时,采用基于雷诺平均N-S方程的数值方法对摆动尾鳍的水动力性能进行了研究。在数值计算中采用了k-ωSST湍流模型和有限体积法。数值计算结果和水动力试验结果进行了比较。对尾鳍表面的压力分布和流场中的尾涡结构进行了分析。水动力试验和数值计算都表明摆动尾鳍可以产生推进力和较高的推进效率。     

平面无结节网衣水阻力系数的试验研究

通过物理模型试验,统计分析得到了无结节网衣的水阻力系数在不同状态下随雷诺数、倾角和布置状态的变化规律,并通过网衣沉子的组合试验验证了所得经验公式的正确性和适用性,为深水网箱等渔具的水动力计算提供了依据.     

水流作用下渔网养殖空间变化的计算方法

渔网的动力分析是养殖网箱设计和优化的基础。通过把一系列杆相互铰接在一起,建立网的模型,模拟网在来流作用下的变形。作用在杆上的水动力可以通过Morison公式来计算,采用有限单元的离散方法,并利用网目合并的方法来减少总的自由度数目。模型的计算结果同试验成果做了对比,计算与试验在柔性网的变形方面,结果吻合良好。     

抑制涡激振动的螺旋列板设计参数研究

基于水池模型实验结果和工程设计经验,结合国内外试验数据,着重分析用于抑制海洋立管涡激振动的螺旋列板几何参数(鳍高和螺距)及覆盖率对立管涡激振动的影响;并对水动力直径和水动力系数的选取对预报涡激振动的影响进行了分析,进而提出了适合于海洋立管工程应用的螺旋列板几何和设计参数选取的建议,为螺旋列板工程应用、海洋立管强度和疲劳设计提供参考。     

气相色谱测定沉积物中多氯联苯的样品处理方法研究

通过比较密闭微波萃取、超声波萃取、索氏提取3种方法对沉积物中多氯联苯(PCBs)提取效率,对比浓硫酸和Florisil小柱两种净化方式的净化效果,在实验基础上建立了密闭微波萃取-Florisil小柱净化-气相色谱(ECD)测定沉积物中多氯联苯的分析方法,加标质量比为0.2ng/g时,其相对标准偏差(RSD)为2.19%～8.71%,回收率为77.3%～94.6%,检出限为0.027～0.064ng/g。采用该方法对威海湾养殖区沉积物中PCBs进行了监测,结果表明本方法适用于海洋沉积物样品中PCBs的测定。     

海上溢油与治理

随着世界海洋石油工业和海上石油运输业的迅速发展，海上溢油及其对海洋环境的污染已成为人类面临的一大难题。目前，许多沿海国家都在开展与海上溢油有关的研究，发展溢油治理技术和设备，建立溢油应急反应系统。本文简要介绍了重大溢油事件及溢油对海洋环境的影响，同时介绍了海上溢油的治理技术、部分国家的研究情况和溢油应急反应队伍的建设情况。最后，就我国的海上溢油防治工作提出了一些建议。     

渤海溢油污染高风险岸滩判别及清理技术研究

渤海海上油气的开发增大了沿岸岸滩环境的溢油污染风险,针对溢油污染岸滩采取高效的油污清理技术对岸滩环境保护具有重要意义。文章对岸滩类型及其常用清理技术进行介绍,在对渤海溢油污染高风险岸滩进行判别的基础上,针对性地提出各区段岸滩的溢油清理技术手段,如利用油污真空回收车、低压水冲洗和铺设天然吸附物、高低压冷热水冲洗、高压热水冲洗和喷洒消油剂或表面清洗剂等,为渤海沿岸岸滩可能发生的溢油污染的处置工作提供辅助决策。     

苏北浅滩养殖筏架附生绿藻入海过程在黄海绿潮形成中的作用

本研究采用现场定量观测为主的研究方法,在2017年5月期间对苏北浅滩竹根沙收紫菜养殖筏架作业过程进行跟踪调查;对养殖筏架绠绳附生绿藻自然脱落和收筏架作业过程人为刮落附生绿藻,以及收筏架作业前后入海的漂浮绿藻生物量进行定量观测。结果表明:筏架绳附生绿藻自然脱落率低,为3.58%±0.78%;收筏架作业过程中绠绳上刮落绿藻生物量为(12±3)kg湿重/根,由此估算2017年整个苏北浅滩刮落的生物量估算可达到万吨湿重;收筏架作业后海域漂浮绿藻生物量是作业前的7.6倍。研究结果进一步明确了收筏架作业过程中人为刮落绿藻是目前筏架附生绿藻最主要的入海方式。刮落绿藻是海水中漂浮绿藻的主要来源,其生物量对南黄海绿潮的规模大小有重要的影响。研究结果为绿潮防控措施的制定和实施提供科学依据。     

污水可生化性及其影响因素研究

以自行设计的生化呼吸线测定装置研究了印染污水的可生化性,该装置通过反应体系的溶解氧浓度跟踪生物降解过程.采用本文设计的模拟污水处理装置探讨了污泥驯化时间、污水投加量等对污水可生化性的影响.测定了污水经可生化性调控后的处理效果.结果表明,生化呼吸线法判断污水处理体系的可生化性是1种可靠易行的方法,提高体系的可生化性是增加污水处理效果的关键因素.     

Effects of high pressure,hot water shore cleaning after oil spills on shore ecosystems in the Northern Baltic proper

The use of high pressure, hot water hosing techniques in oil spill clean-up operations on rocky and stony-gravelly shores drastically reduces the shore vegetation and macrofauna. The negative effects are more substantial than on oiled shores cleaned by raking and scraping. After one year the hot water cleaned shores were not restored completely.On rocky shores the high pressure, hot water technique is very efficient in terms of freeing the rocks from oil. However, due to its detrimental effects on shore organisms this type of oil spill clean-up operation can only be recommended for bird or wildlife protection areas. The cleanup method is inefficient on stony-gravelly shores due to penetration of oil into the ground and sediment and direct killing of shore organisms. The method should be avoided on these types of shores.     

Reciprocal acoustic transmissions: Instrumentation for Mesoscale monitoring of ocean currents

By simultaneously transmitting acoustic pulses in opposite directions between two points in midocean, one can separate the effects of ocean currents on acoustic propagation from the effects of sound-speed structure. Reciprocal acoustic transmissions can therefore be used to measure ocean currents. Acoustic transceivers have been designed and built to measure the mean currents between two points separated by 300 km. The equipment functioned satisfactorily during a sbort test conducted during 1983. Preliminary analysis of that experiment has yielded differential travel times that appear reasonable, but more work is required to relate the differential travel times to meaningful ocean-current estimates.     

海底底质声学参数测量系统设计

海底底质声学参数测量系统用于测量海底沉积物的声速和声衰减参数,它由水上主控子系统和水下测量子系统构成.水上主控子系统由工控机、数据传输接口和GPS定位模块组成,实现实时控制、数据处理与记录功能;水下测量子系统由声系、数据采集和传输模块组成,完成水下声波信号数字化及数据上传.水上设备与水下装置间通过电缆建立低速的下行命令信道和高速的上行数据信道,数据通讯采用曼彻斯特编码调制方式.水上计算机通过下传命令实时改变数据采集模块的控制参数,能够在各种环境条件下获得最佳测量效果.实验证明,仪器测量达到预期效果.     

基于预应力钢丝缠绕技术的深海超高压试验装置研制与应用

深海超高压环境模拟试验装置是深海关键技术与装备研究中必不可少的测试装置。采用传统的一体式压力筒研制大直径、超高压试验装置时难以克服应力集中的问题,安全性较低且造价昂贵。采用预应力钢丝缠绕技术研制的深海超高压环境模拟试验装置克服了其局限性,该装置是目前国内工作压力最高、可实现筒内环境数据监测且升降压自动控制的压力试验装置。文中简要介绍了该装置的系统组成及研制过程中主要关键技术问题及解决方法,最后介绍了典型实验应用,为深海超高压环境模拟试验装置的研制与应用提供参考。     

正弦激励下零浮力海洋拖缆动力特性与实验研究

海洋地震拖缆是海洋油气资源勘探中的关键设备,为研究海洋地震拖缆的动力特性及其在不同频率正弦激励干扰下的动力响应,建立了零浮力拖缆的数学模型,设计了一套完整的实验方案,通过弹性测力机构放大张力信号以排除环境干扰,测量了不同拖曳速度与激振频率条件下拖缆首部的张力变化及缆上位移响应情况,初步分析了正弦激励作用下零浮力拖缆的动力学响应。弹性测力机构具有良好的线性度与可重复性,拖缆受到的水阻力与拖曳速度的平方成正比,数值计算与实验结果对比验证了数学模型的正确性,初步分析了正弦激励作用下零浮力拖缆的动力学响应。