一种浅水型海流定点观测系统布放方法

介绍了采用座底式轻型仪器架进行30 m以内浅水深海流观测的两种系统布放方法:先锚后仪器架法和先仪器架后锚法。其中,详细介绍了先锚后仪器架法的布放过程,对先仪器架后锚法作了简要介绍。     

基于无人机光学图像的海流观测方法研究

海流信息在海上航行、海洋资源勘探等方面有着重要的应用,传统的现场和遥感观测方式不能满足大面积、实时观测海流的要求。基于无人机平台的光学海洋遥感技术具有机动灵活、成本低、分辨率高的特点,近年来在海洋环境监测中得到应用。然而,由于小型无人机容易受飞行姿态、太阳耀斑等因素的影响,目前在海流观测方面还不成熟。本文提出了利用小型无人机获取高分辨率海面流场的方法,并分析不同因素对观测结果的影响。首先,对无人机获取的光学海面图像做预处理,消除几何成像和图像噪声等因素的影响,并通过分析图像灰度值均值的变化,减小太阳耀斑对图像的影响;然后,基于三维傅里叶变换和海浪的频散关系反演海流,并将反演结果与浮标实测的海流数据进行对比,验证了该方法的可靠性。其次,结合实验数据详细分析了不同因素对海流反演的影响:在本文的实验条件下(有效波高0.2～1.5m,波浪主波周期3.8～5.7s),当图像空间分辨率为0.15m、反演子图尺寸在波浪主波波长的2～3倍时,海流的反演误差较小;增加图像幅数和提高时间分辨率也有利于提高海流的反演精度。现场观测实验的结果表明,本文提出的无人机观测海流技术可以有效获取海流信息。     

基于实时几何流线生成的二维海流数据交互可视化方法

海流可视化是海洋科学研究的热门领域。目前已有的可视化方法在视觉清晰度、真实度和运行效率等方面存在不足之处。文中提出一种新的基于实时几何流线生成的二维海流数据交互可视化方法。该方法实现了全球海流的时空连续表达,可较好地展现全球海流特征;采用概率的方法控制粒子密度,使全球范围内粒子保持均匀分布的状态;生成的流线清晰且具有较高的可调整性。通过MSLA和SODA两个示例数据集的可视化和性能分析证实了此方案具有很高的实用性和灵活性,可视化结果可以较好地反映全球洋流特征。     

基于PAADCP 的海流流速的误差分析及校正方法

为了更加合理、有效地利用海流测速数据,必须进行误差分解和校正。通过分析相控阵声学多普勒海流剖面仪(PAADCP)测试海流流速的原理,提出了海试数据粗差区别与动态校正的算法,采用小波多尺度分析方法,降低了系统误差和随机误差,建立了海流流速的误差分析与校正方法。利用海试实测的垂向流速数据,分析了一般情况下的海流流速的误差,得到垂向流速的均值±0.02 m/s,误差精确度小于0.23 m/s,验证了方法的有效性及合理性。所得算法和方法对于海流测速数据的实时处理和后处理具有实用价值。     

基于方位/频率测量的悬浮式深弹炸点控制研究

讨论了悬浮式反鱼雷深弹对鱼雷的被动定位与炸点控制方法。 采用矢量水听器检测鱼雷辐射噪声的线谱并测量目标方向,根据高速目标频率与方位变化,通过目标运动分析(TMA)方法预测目标的最近距离。 当该距离小于深弹装药破坏半径时,即发出起爆控制信号,实现炸点控制。 计算机仿真验证了该方法的可行性。     

考虑应变率影响的圆管结构冲击试验缩尺修正方法研究

评估结构耐撞性能最可靠的方法是实尺度碰撞试验,然而对于大尺度结构物的碰撞试验,因其耗资巨大而不易开展,适当开展比例模型试验可以为简化解析算法及数值仿真计算提供验证依据,也可在一定程度上评估结构的耐撞性能。但是在进行碰撞模型试验时,材料应变率的敏感性会使得缩尺模型的动态响应与实尺度结构结果出现偏差,模型试验得到的数据与实际结构的动响应不完全遵循相似关系,这就限制了相似理论在大型结构物冲击问题上的应用。本文给出了一种通过改变冲击质量来修正应变率效应的方法,不同于传统量纲分析法中选取时间、质量和长度为基本量纲,而是以冲击质量、初始冲击速度和动态应力代替,得到计及应变率效应的质量相似关系。以此为基础,将该修正方法应用于船舶-自升式海洋平台的碰撞分析中。研究结果表明,该修正方法可以有效降低由于应变率效应而造成的缩尺误差,修正后的缩尺模型在碰撞冲击载荷下的位移、碰撞力和撞击时间等动态响应参数与实尺度模型结果的一致性更好。本文研究成果可以为大型结构物冲击模型试验设计提供技术支撑。     

陆地垂向运动对沿海相对海平面变化的影响

沿岸陆地垂向运动是沿海相对海平面变化的重要组成部分,可以通过GPS直接观测或者联合验潮站和高度计资料进行推算,前者较为精确但目前欠发达国家和地区沿岸数据缺乏,后者资料相对丰富但准确性有待验证。本研究利用全球191个验潮站数据及同步的高度计资料和GPS监测数据,对两种方法得到的陆地垂向运动速率进行了比较,发现对于陆地垂向运动明显的站位,两种方法计算的趋势相同比例为74%;陆地垂向运动速率的空间分布表现为高纬度沿岸陆地抬升和中低纬度不同程度的陆地沉降,这与冰川均衡调整(GIA)模型结果和近期GRACE重力卫星观测较为符合,说明了基于验潮站和高度计联合推算沿岸陆地垂向运动的方法具有较高可行性。将此方法应用于中国沿岸,基于29个长期验潮站数据计算了中国沿海1993—2016年陆地垂向运动速率,发现存在以长江口为分界北升南降的空间特征;南部沿岸陆地沉降会加剧沿海相对海平面上升,给区域经济发展和人民生活带来风险。     

基于GPRS的网络化实时海流监测系统的研究

针对目前海流监测中存在的种种弊端,提出基于GPRS的网络化实时海流监测系统.介绍了系统的工作原理,设计了具有海流监测功能的多参数水文监测仪器,并给出了远程数据中心监控应用软件和数据中心服务器的实现方法.     

基于海洋环境的AUG探测应用方法探讨

水下滑翔机(AUG)是正在开发的 UUV 品种之一,其在海洋中作为探测器运用是一个技术方法问题。 针对未来将出现的大携载能力环境探测滑翔机,在分析海洋环境和被探目标以及 AUG 技术特性基础上,预先探讨了未来应用方式及试验方法,研究了基于海洋与目标环境的区域航路导引、目标预示区、隐蔽探测、卫星通讯等应用方法,进行了典型状态试验方法仿真分析,可为相关试验研究提供参考。     

基于水平轴海流能发电系统的海流流速神经网络软测量

为了解决海流能发电系统中,有效海流流速难以测量的问题,提出将水平轴海流能发电系统当成一个大型流速仪,用于海流流速的软测量研究。分析了水平轴海流能发电系统的工作原理和运行过程,建立了基于BP人工神经网络的软测量数学模型。将叶轮机转速,发电机输出功率和占空比信号作为输入变量,将海流流速作为输出变量。仿真结果表明,所建立的BP神经网络是海流流速软测量的有效方法,能较好地跟踪有效海流流速的变化趋势,并具有较高的估计精度。     

最优插值法在海温数据同化中的应用研究

海洋声场环境是决定海军作战行动成败的重要组成要素之一,海洋的垂直温度结构作为影响声速场的最重要因素,为了更精确更为实际的反映其分布特点,对其各种数据进行同化研究是十分必要的。文中针对海温数据来源的特点,提出了一种海温数据同化的最优插值方法,较好地完成了各种观测数据与背景数据的同化,并用各种数据进行了检验,其结果表明,利用最优插值法对海温数据进行同化处理是可行的,且同化效果比较理想。     

在漂泊状态下使用WH ADCP测流

WH ADCP主要用在沉底式潜标观测和锚系式潜标观测,在以调查船为平台的海洋调查中则常用UCM、SLC等海流仪.由于WH ADCP具有体积小,可同时观测多层的优点,可考虑将其用在以调查船为平台的海洋调查中.介绍WH ADCP以调查船为平台的海洋调查中的使用方法,并与OSADCP的测量结果进行分析对比,证明WH ADCP...     

利用共轭方程研究海洋对于大气局域气温的作用

提出了利用共轭方程研究海洋对于局域大气平均气温的作用的方法。在现今海洋基本动力方程基础上导出了球坐标系下的海水温度共辊方程。分析了海水共轭温度的意义，其量值(或垂直梯度量值)表征了不同区域海洋对于局域气温的相应贡献，它在全球海洋中的分布对于局域气候形成与变化研究具有重要意义。     

基于滤波方法的海洋经济周期波动测定与分析

近年来,发展海洋经济得到了各方的广泛关注,随着沿海一系列区域规划的相继实施,海洋经济比过去任何时候都更需要国家宏观指导和协调,对海洋经济运行规律的研究需求也尤为迫切.采用HP滤波和BP滤波方法对海洋经济周期波动规律进行研究,并据此对海洋经济周期进行测定与分析.研究发现,改革开放以来,海洋经济总体呈稳步增长,发展态势良好.但海洋经济的增长幅度呈现波动变化,1978-2011年的30余年间,我国海洋经济大致经历了4个完整的运行周期,平均周期长度约为7年,周期长度呈逐渐变短的趋势,波动幅度剧烈且呈逐渐变大的趋势.2009年起海洋经济步入新一轮周期的扩张期.     

关于海洋中的正压流和斜压流问题的讨论

关于海洋中的正压流和斜坛流的概念，目前存在着３种不同的提法．本文首先分别简述它们在定义上的差别，然后对３种定义在理解海流性质问题上的长、短处加以评述。一些理论物理海洋学家依据地转关系式，把与海面倾斜相连系的流视为正压流部分，而与密度不均匀性有关的视为斜压流部分。笔者认为这种定义在物理概念上是清楚，在实际应用中是方便，因此在讨论海流性质时最好采用这种观点。     

基于X波段雷达海面波高估计的改进方法

船用X波段导航雷达凹波形成的海杂波图像中包含丰富的海浪、海表层流信息.借鉴合成孔径雷达(SAR)估计有效波高的方法,假设有效波高与雷达回波强度信噪比的平方根成线性关系,可由X波段雷达图像估计得到海浪的有效波高.用此方法主要分析小麦岛海域实验数据,结果显示,直流滤波后计算的信噪比估计的有效波高比不进行直流滤波结果符合得好;而按波浪浮标测得有效波高数据的高低,分两段分别进行线性拟合获取校准系数,估测的有效波高更加准确.