| 双探针型海底热流计的结构优化 |
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| 引用本文： | 杨小秋, 施小斌, 许鹤华, 徐行, 李官保, 郭兴伟, 罗贤虎. 双探针型海底热流计的结构优化[J]. 地球物理学报, 2009, 52(5): 1280-1288, doi: 10.3969/j.issn.0001-5733.2009.05.017 |
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| 作者姓名： | 杨小秋 施小斌 许鹤华 徐行 李官保 郭兴伟 罗贤虎 |
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| 作者单位： | 1 中国科学院边缘海地质重点实验室,南海海洋研究所,广州 510301; 2 中国科学院研究生院,北京 100049; 3 广州海洋地质调查局,广州 510760; 4 国家海洋局第一海洋研究所,青岛 266061; 5 青岛海洋地质研究所,青岛 266071 |
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| 基金项目： | 国家高技术研究发展计划(863计划),国家重点基础研究发展计划(973计划),国家高技术研究发展计划(863计划),国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室基金 |
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| 摘 要： | 本文在现有海底热流探针制作技术条件下,首先建立了脉冲式双探针海底测量单元的有限元数值模型,模拟获得多组参数下的温度-时间数据,作为“实测”数据,再用脉冲加热有限长线热源(PFLS)模型求解待测介质热导率及其相对误差上限(REλ-UL),并以REλ-UL最小为原则,对双探针热流计的结构进行优化.结果表明:(1)在不同探针脉冲强度(q)、温度测量误差(ΔTm)和探针长度(L)组合下,都存在最佳探针间距(Best_r),使得REλ-UL降到最低;(2)随着q增大或ΔTm减小,Best_r逐渐增大;(3)当q、ΔTm及探针半径(a)都给定时,Best_r与探针长度(L)呈线性正相关;(4)当a=1.0 mm,且q、ΔTm分别取为628.0~1100.0 J·m-1、0.5~1.0 mK,若L在20.0~42.0 mm之间时,则Best_r在18.0~30.0 mm之间,此时介质热导率相对误差上限可控制在5.5%以内,同时测量温度可在6 min内达到最大值,即脉冲加热开始后,温度测量只需约7 min,便可满足介质热导率的求解,这比目前常用的Lister型热流计所需海底测量时间缩短8 min左右.
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| 关 键 词： | 双探针型海底热流计 结构优化 双探针脉冲法(DPHP) 脉冲加热有限长线热源(PFLS)模型 有限元数值模拟 |
| 收稿时间： | 2008-09-05 |
| 修稿时间： | 2009-04-16 |
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