深海大型资料浮标锚碇系统

本文在全面分析已有资料的基础上,提出深海大型资料浮标锚旋系统的形式选择、系统布置和各部件设计方法。考虑了锚系防鲨咬的问题,分析了系统受力情况,建立了系统受力分析的数学模型,编制系统静力计算程序。     

锚碇测流浮标在东海黑潮调查中的使用

一、前言锚碇测流浮标系统是当前海洋调查中,大面积、同步、长期连续获取海流资料的有效方法之一,特别是在特殊天气过程中获取资料,靠单船观测是很难进行的,采用锚碇浮标就能胜任。目前,包括我国在内已有很多国家在研究和使用锚碇浮标监测海洋,日夜连续收集数据资料,均获得良好效果。     

东海北部多站锚碇浮标测流结果的分析

1980年7月1—4日,我们在东海北部济州岛西南的海区投放了多站锚碇浮标,进行了三天的连续测流工作。此后,我们还对浮标站附近海域进行了准同步的水文大面观测。调查海区如图1所示。     

“南浮一号”浮标体和锚碇系统研制中的模拟实验

海洋遥测遥控浮标系统,是先进的海洋调查工具。它具有长期、连续、定点,同步、综合性、自动化等特点。自六十年代起,不同类型、功能各异的浮标系统相继投入研制和使用。     

国内外圆盘形浮标的发展动态——兼述浮标体与锚碇系统技术论证的有关问题

我国海洋工程正在迅速发展。文章介绍了国内外圆盘形浮标应用于海洋平台和近海探测海洋学和气象学的发展实例.着重介绍了浮标体和锚碇系统在设计、结构和模型实验方面的技术进展情况.并提出了发展我国浮标站(网)的几点建议.     

三锚浮标系统研究

海洋浮标是一种现代化的海洋观测设施。它具有全天候、全天时稳定可靠的收集海洋环境资料的能力,并能实现数据的自动采集、自动标示和自动发送。海洋浮标与卫星、飞机、调查船、潜水器及声波探测设备一起,组成了探测海洋奥秘的主体监测系统。论文详细阐述了水面浮标采用的新型三锚系留系统的组成、优点、以及克服的技术难题。     

极区海洋锚碇测流系统的设计和布放

中国第二次北极科学考察期间,在白令海峡和北冰洋楚科奇海布放了一套潜标和两套明标,这是我国首次在极区布放锚碇观测系统。潜标和明标在本次考察结束前被成功回收,获得了最长为45 d的连续观测资料。文中通过介绍这次布放过程,对极区锚碇系统的相关技术问题进行了讨论,包括观测站位和层次的选择,锚碇系统的设计,布放步骤等,为在海冰存在的低温海域布放锚碇系统提供参考。     

热带太平洋海域的Argo浮标计划

1　国际 Argo计划国际 Argo计划提出施放 3 0 0 0个剖面浮标组成一个海洋观测网 ,以便实时观测全球海洋上层的温、盐度结构。每个浮标之间距离约为 3 0 0 km。浮标将被设置在 2 0 0 0 m水深附近漂移 ,且每隔 1 0天上浮一次 ,把测量的温、盐度剖面资料和位置信息通过卫星传送到设在陆上的接收站。然后 ,浮标再次下沉到预定的深度进行新一轮循环。浮标的使用寿命为 4年。这些浮标的工作原理与大气无线电探测器相似。2　实施 Argo计划的意义利用 Argo浮标进行全球次表层观测 ,并结合覆盖全球海洋表面的卫星观测 ,将会提高业务预报和科学研究…     

规则波作用下四锚浮标系统动力分析

随着水深的增加,海洋浮标系泊缆索的长度也增加,对其浮标系泊系统进行动力分析是非常重要的.基于势流理论,应用边界元方法在频域内计算浮标的附加质量和阻尼、一阶波浪力和二阶平均漂移力,通过快速傅里叶变换将计算结果转换到时域,应用莫里森公式计算浮标及其skirt的粘性阻尼力,应用非线性有限元方法计算系泊缆索张力,最后在时域内应用四阶Runge- Kutta法计算浮标的运动响应和系泊缆索张力.比较分析了两种水深条件下,不同skirt直径和缆索长度情况下浮标的水动力特性、运动响应和系泊缆索张力.计算结果表明,浮标skirt的存在对纵荡方向的附加质量和辐射阻尼基本没有影响,而垂荡方向的附加质量增加,辐射阻尼减小,且能够减小二阶平均波浪力的峰值.     

三锚系大型浮标运动响应特性数值研究

以三锚系浮标系统为研究对象,基于AQWA与OrcaFlex软件开展了三锚系大型浮标系统运动响应特性数值模拟研究。对直径10 m的浮标结构在波浪荷载下的水动力特性进行研究,校核了浮标的初稳性和大倾角稳性特征,计算分析了浮标的附加质量、辐射阻尼、运动响应幅值算子RAO等水动力参数,阐明了不同风、浪、流工况下三锚系浮标与辅助浮筒的运动响应特性,揭示了浮标三锚链导缆孔处锚泊张力随入射角度、波高和周期等的变化规律。研究结果表明：该浮标稳性和随波性能较好。与无浮筒三锚系浮标相比,带辅助浮筒的三锚系浮标系统的运动响应和锚泊张力减小,随着波高和周期增大,三锚系浮标系泊锚链的极端张力值逐渐增大,尤其是在极端海况下,迎浪向锚链极端张力急剧增大。     

深水浮标单点式锚系的组合系留索

在较深的海域里设置浮标,如果对它没有特殊要求,一般均可采用单点式锚系。文中介绍了“锚链—化纤绳—锚链”、“加浮球的锚链(或钢丝绳)”、“加浮球的锚链—化纤绳—锚链”等三种组合系留索,并根据海深、浮标受力情况,给出了链长、浮标浮力,浮标的偏移半径、锚的抓住力等计算方法。同时,对锚链、化纤绳、钢丝绳的要求和锚的型式的选择作了一般性的说明。     

海洋光学浮标的浮体及锚系设计探讨

海洋光学浮标是一种新的专业性浮标，它对浮体的要求与一般海洋浮标不同。根据海水表层光辐射测量的特点，提出了光学浮标浮体及锚定系统设计的基本要求和几种设计方案，对浮体的大倾角稳定性和自摇周期进行了初步的计算。     

用于联邦航空局计划的专用浮标通讯系统

美国国家资料浮标中心(NDBC)设计并试验了一种安装在浮标上的DC电源系统,该系统能提供大的平均和峰值功率.该系统是为地/空浮标通讯系统(BCS)而设计的,它是联邦航空局(FAA)墨西哥湾计划(GOMP)的关键.GOMP将为墨西哥湾现在没有覆盖的区域提供地/空通讯链.     

三锚式浮标综合观测平台的研究和应用

在我国近海海域渔业活动频繁的情况下,为实现具有实时、连续、长期和稳定特征的近海海洋水体剖面观测,满足海洋科学研究对剖面水体数据的需求,通过借鉴目前我国近海广泛使用的10 m大型综合观测浮标的优点,在结构和稳性方面进一步优化,设计完成直径15 m的三锚式浮标综合观测平台,该平台通过在浮标中间预留中央透水井,使用绞车上下驱动多参数观测设备实现水体剖面的实时、连续、长期和稳定观测,并通过三锚式锚泊方式有效避免了剖面观测设备与固定锚系的缠绕问题,同时还具有智能判断、远程监控等功能,是一种新型的近海水体剖面观测平台。经过在我国东海海域一年的试验性观测表明,三锚式浮标综合观测平台整体运行效果良好,取得大量的水体剖面观测数据,在我国近海具有广泛的适用性。     

基于“雪龙”船平台的极地锚锭浮标布放——以中国第六次北极科学考察白令海锚锭浮标布放为例

极地海气通量异常通过大气环流将极区和中低纬度气候变化联系起来,海气通量观测是从根本上认识极区对中低纬度气候影响实质的关键手段之一。目前,国内外高纬度定点海气通量观测非常稀少,可借鉴的极地锚锭浮标布放技术也处在摸索阶段。中国第六次北极考察队在北太平洋高纬海域白令海成功投放一套锚锭海气浮标,进行定点气温、湿度、风速、短波辐射、长波辐射,海表面温度等海气界面数据连续观测,这是我国在北太平洋高纬海域成功布放的首套锚锭浮标。通过该套锚锭浮标的成功布放,获得了我国以"雪龙"船为平台的极地锚锭浮标布放技术的宝贵经验。本文从极地锚锭浮标布放的意义、锚锭浮标介绍、布放原则和方案、布放过程及布放关键技术等方面进行阐述,为我国未来极地锚锭浮标布放提供基础和借鉴。     

不同布缆方式锚碇沉管管段运动的数值模拟

通过建立波浪作用下锚碇沉管管段运动的时域数值计算模型,对锚碇沉管的运动响应及锚碇缆受力特性进行了研究。应用集中质量法求解锚碇缆力,应用四阶Runge-Kutta法求解管段时域运动方程,计算了在不同沉深、不同周期、不同波高和不同波向条件下沉管管段的运动幅值和锚碇缆力。数值计算的结果表明:锚碇沉管的锚碇缆对沉管管段的运动起到一定的约束作用,在沉放深度较浅、波浪周期较大时,锚碇缆对沉管管段运动幅度的制约更为明显。通过五种布缆方式的计算与分析,探讨了布缆方式对沉管管段运动响应及锚碇缆受力的影响,并给出了较为合理的布缆方案。     

基于人工神经网络的海洋锚系浮标表层水温序列异常检测研究

锚系浮标是业务化海洋观测系统的代表性设备,通常在海洋恶劣环境下运行,数据序列易受到影响而发生异常。以人工神经网络模型预测区间为判定阈,对山东褚岛锚系浮标表层水温序列进行了异常检测案例研究。结果表明,该方法检测自然环境因素带来的表层水温数据序列有效,未出现假阴性(漏报)或假阳性(误报)。对电源、通信等间接设备故障带来的异常有一定延迟,但能够识别出设备故障带来的所有极大异常和少部分非极值异常,异常检测率约为97.7%。对锚系浮标观测序列开展异常检测研究并分析设备故障特征,对保障海洋锚系浮标的长期稳定运行具有重要实际意义。     

我国大中型锚系海洋遥测浮标的技术发展概况与展望

自1965年8月以“全国海洋仪器会战”形式开始研制我国第一台“海洋遥测浮标站”以来,我国先后研制了多台大中型综合性浮标系统,多年的实践证明,海洋遥测资料浮标对于我国海洋资源开发利用,海洋工程、海洋环境预报以及海防事业发展都是十分重要的,尤其在建立我国海洋环境主体监测系统中,它也占据着重要一环。为此,笔者就大中型锚系浮标系统的技术发展做以回顾,举例说明各部发展阶段的技术概况,并对今后的技术发展提出个人一些意见和建议,以供同行交流和参考。