仿生机器鱼外形设计及流场阻力数值分析

在机器鱼设计过程中,鱼体、尾鳍的外形设计十分重要。为了研究流体阻力更小、推进效率更高的全鱼外形,以金枪鱼、海豚和旗鱼为仿生对象,建立了 3 种不同的机器鱼模型,运用动网格技术定义了边界条件,并用数值方法分析了 3 种模型在流场中的速度、鱼体受力等水动力性能。结果表明：旗鱼模型游动性能最好,相比于金枪鱼与海豚模型,行进过程中受到的阻力更小,且通过斯特罗哈尔数比较旗鱼模型推进效率更高;另一方面,新月鳍仿生鱼游动速度最高,是八字鳍仿生鱼的 2.2 倍左右,旗鱼新月鳍机器鱼具有更好的游动性能。计算结果对减小机器鱼流体阻力,提高其推进效率提供了较好的参考价值。     

像鱼一样运动——记仿生机器

如果SPC—Ⅱ仿生机器鱼的技术完全成熟，那么未来的潜水艇就有可能摆脱螺旋桨推进的方式，以更接近于鱼类的方式在水下运动。     

仿生机器鱼转向机动的水动力性能数值研究

将仿生机器鱼的C-型转向机动划分为弯曲阶段、保持阶段和伸展阶段,首先基于计算流体力学（CFD）方法建立了鱼体与流体相互作用的耦合求解方法,其次通过二次开发FLUENT实现机器鱼在C-型转向机动过程中鱼体的大变形运动,最后数值计算了机器鱼在C-型转向机动过程中的运动性能、水动力性能和流场涡结构。计算结果表明：仿生机器鱼在弯曲阶段和保持阶段进行快速的转向;在伸展阶段,机器鱼的艏向角速度和侧向速度快速的减小至零值,而前进速度则快速的增加,在伸展阶段结束时获得一个较大的前进速度;在滑行阶段,仿生机器鱼以获得的纵向速度向前滑行,并且纵向速度缓慢的减小。机器鱼的C-型转向机动能够实现小范围内的大角度转向;在弯曲阶段和伸展阶段鱼体的快速弯曲和伸展运动各产生一个涡环,每个涡环产生一个射流,射流产生作用于机器鱼上的水动力和力矩。     

柔性尾鳍推进装置的水动力计算

由于柔性尾鳍推进装置的水动力计算在理论和实际上涉及到许多复杂的问题,本文对装置的实验模型作了理论上的抽象和简化,并依据试验图谱,运用机翼理论和襟翼舵原理,建立了该装置的水动力数学模型     

一个多参数优化系统在简单模型中的应用

针对数值模式的物理参数,发展了一个多参数优化系统,可以根据观测数据对模式的多个参数进行同时调整.该系统具有设计简单、无需伴随模式和便于移植等特点.在孪生试验中,针对盒子模型的3个参数,经过约10次迭代,多参数优化系统可以收敛到预先给定的参数真值.通过对比同时优化和分别单独优化3个参数增量,发现分别单独优化参数增量存在一...     

基于参数优化的建筑物多边形化简研究

针对建筑物多边形化简当前存在的问题,将参数优化的方法引入化简的全过程,在渐进式图形化简的基础上,通过把建筑物多边形的几何特征、结构特征和化简所遵循的一系列约束规则参数化、变量化表示,建立了建筑物多边形化简的数学模型,通过对模型的求解,来达到化简建筑物多边形的目的。 成果已经应用于数字地图的生产,实践证明该算法的化简效果好,普适性较高,符合应用需求。     

多参数拖曳荧光计系统现场实验研究

本文描述了多参数拖曳荧光计系统在船模水池和海上进行拖体水动力特性试验,得出：在１０ｋｎ以内的任意拖曳速度均能水平稳定拖曳,而纵倾角≤±２　的拖点位置;拖索张力Ｔ与拖体速度　之间的关系为Ｔ＝４７十３１．８　２．０８;拖曳速度为１０ｋｎ时,水动迫沉力约为９５０ｋｇｆ,升阻比约为２．４～２．５,满足了拖曳系统的迫沉要求。海上性能试验与应用实验表明：该拖曳系统的荧光传感器对水体、荧光示踪染料、悬浮颗粒物具有很高的分辨率;对罗丹明Ｂ水溶液的浓度检测范围为１×１０－７～１×１０－３ｍｇ／ｄｍ３;对悬浮物的浓度检测范围为２～２０００ｍｇ／ｄｍ３,使该系统广泛地用于海洋环境检测和评价工程任务中。     

多参数海洋浮标实时采集系统的设计

提出了一种深海浮标实时数据采集的设计方案。该方案基于数据库和卫星通信技术,通过多通道数据采集,能够实现深海环境要素的实时获取,完成在无人值守状态下浮标周围海域的环境监测,有助于推动特定海域海洋环境的研究。     

无人机多光谱遥感的水质参数反演研究

无人机多光谱遥感技术具有快速、大范围、动态监测等优势,为水环境监测和管理提供了新的研究手段。利用无人机多光谱遥感平台,进行水质参数定量反演研究。围绕红边和近红外光谱波段提出和构建了7种水体指数,结合采样点实测浊度、透明度数据,建立水质参数反演模型,并进行模型精度分析,得出试验区域水体浊度和透明度空间分布图。试验证明：水体指数RENDWI的反射值与浊度参数相关性较高(r=0.821),采用RENDWI构建指数函数模型对于浊度的反演效果较好(R²=0.711,RMSE=2.013度);水体指数RDWI反射值与透明度相关性较高(r=0.844),采用RDWI构建二次多项式模型对于透明度的反演效果较好(R²=0.748,RMSE=7.163 cm)。本文提出的水体指数与水质参数反演模型,可以定量获取河流水质分布情况,实现水质参数快速监测,为中小型地表水污染防治提供技术支撑。     

基于多船队模型的东南太平洋茎柔鱼管理策略探讨

东南太平洋茎柔鱼是中国大陆和中国台湾地区鱿钓船的主要捕捞对象。在多方共同开发的情况下,协调经济、生态、社会因素,才能维护资源不受过度开发的危害。本文从理论上设计了三种管理方案,模拟估算出各种方案下2个船队短期(5年)、中期(10年)和长期(20年)对应的捕捞努力量、资源量状况、产量及利润的动态变化。模拟结果表明,在各个方案下总体资源量、各船队的产量及利润变化趋势都相同。以方案3(中国大陆捕捞努力量为49.70万次、中国台湾捕捞努力量为12.42万次)为管理目标开发资源时,资源量保持较好且两船队都有较高利润,在综合考虑生态、经济及社会效益下,推荐方案3作为管理的参考方案。     

鲈鱼苗烂鳃、烂尾病病原菌的研究

１９９７年４～５月,对花鲈（Ｌａｔｅｏｌａｂｒａｘｊａｐｏｎｉｃｕｓ）鱼苗期细菌性烂鳃和烂尾病的病原菌进行了研究。从具有明显症状的病鱼的病灶组织分离到２株致病菌Ｃ－１和Ｗ－１,经人工感染及从人工感染发病鱼体再分离的Ｗ－４和Ｗ－５菌株的再感染试验结果表明,所分离的细菌为鲈鱼苗烂尾,烂鳃病的致病菌。经６４项生物学特性,生理生化特征测试结果表明,这４株菌可归为一类,同属于鳗弧菌（Ｖｉｂｒｉｏａｎｇｕｉｌａｒｕｍ）。药敏试验结果表明,痢特灵、ＣＩＮ１００、ＭＥＬ２５、呋喃妥因、氯霉素、磺胺药＋ＴＭＰ和美洛西林等７种药物对病原菌有显著的抑制作用。     

斑马鱼体细胞核移植-头肾细胞和尾鳍细胞核移入成熟具核卵子发育能力的初步研究

将经直接消化的斑马鱼头肾细胞或经短暂培养的尾鳍细胞核移植到同种成熟具核卵子中 ,移核卵可发育到原肠晚期 ;将移核卵发育成的囊胚细胞核作供体进行第 2次核移植 ,受体卵可发育到尾芽期或肌肉感应期。流式细胞仪测定 DNA含量表明 ,受体卵发育形成的囊胚细胞 DNA含量与正常囊胚细胞 DNA含量相同 ,由此可知 ,移核卵中的雌原核没有参与移核胚胎的发育。     

多障碍环境中基于增强式学习的势场优化和机器人路径规划

该文把增强式学习方法应用于多障碍环境中机器人路径规划 ,并将增强式学习和路径规划相结合 ,通过工作空间势场的自适应优化学习 ,实现机器人的全局路径规划 ,即得到从任何初始位置开始的最优路径。与传统的人工势场方法相比 ,该方法避免了势场中局部极小点所引起的陷阱区域 ,并且所得到的路径具有最优特性。计算机仿真实验结果表明 ,这种学习方法能有效的解决多障碍环境中的机器人路径规划问题     

基于贝叶斯网络的击剑训练优化

在击剑训练中,基于贝叶斯网络建立正向推理和逆向推理模型,发现训练过程和生理指标的相互关系.结合经验知识和样本数据,对该模型中网络结构的构造和网络参数的赋值方法进行详细说明.以女子重剑队的数据进行实验,并与BP神经网络方法进行性能比较.实验表明,该模型能有效的为教练员提供决策支持.     

海洋生态模型中参数时空分布的反演研究

本文将伴随同化方法应用于海洋生态系统动力学模型。将一年平均分为72个过程,通过同化每一个过程研究区域(17°N-~45°N,173°E~142°W)内的SeaWiFS表层叶绿素数据,优化影响生态机制的5个关键参数Vm、Dz、e、Gm、Dp(简称KP),得到他们在研究区域内的时空分布。对于KP中的每一个参数,首先,分别将其在时间和空间上求平均,得到参数的空间分布场(KPS)和时间分布序列(KPT);其次,将KPS在空间上求平均,得到一个常数(KPC),并利用KPS、KPT和KPC表示出KP的另一种时空变化形式KPST,它减少了模拟过程中变量个数。结果表明,无论是空间分布还是时间分布,Vm、Dz和e具有相同的分布特征和变化趋势,相关系数可达0.99,Dp和Gm亦然,;而Vm、Dz和e的变化趋势与Dp和Gm的变化趋势呈负相关,相关系数可达-0.99。5个参数的变化趋势符合物理意义和生态机制。将模型中的参数分别按上述5种形式赋值,正向运行模式1年,结果表明,考虑参数时空分布的实验误差最小。说明在海洋生态系统动力学数值模拟中,与只考虑参数的空间分布或者只考虑参数的时间分布相比,考虑参数时空分布更合理,更具有物理意义且符合生态机制;伴随同化技术在优化时空变化的参数方面,是一种有效的,普遍适用的方法。     

基于Weis-Fogh机构新型船舶电力推进装置研究

在深入研究Weis-Fogh机构升力特性的基础上,设计了一种基于Weis-Fogh机构的新型船舶电力推进装置。该推进装置由两片平板翼组成,工作时两翼绕共同的转轴从闭合状态向分离的方向迅速旋转而产生推力。从理论上推导出推力和旋转角频率之间的函数关系,并且在系统平均推进效率最优的原则下,得到了Weis-Fogh机构最优的工作角频率。仿真结果证明了该装置理论上的可行性。     

不同品系条斑紫菜光合效率比较研究

用叶绿素荧光仪测试了7个品系紫菜叶状体在不同光照和温度条件下的光合效率,分析了受强光抑制后光合效率恢复的情况,并测试了这些品系的光合色素含量。结果显示,随着光照强度从20μmol.m-2.s-1提高到1 200μmol.m-2.s-1,总的趋势是光合效率逐渐降低,但下降幅度在不同品系间又有差异:相比20μmol.m-2.s-1光照下条件下光合效率,Yjs在1 200μmol.m-2.s-1时的光合效率下降了27%,Yw下降了33%,Gm下降了53%,Yqd下降了50%。在120μmol.m-2.s-1光照条件,5~20℃实验范围内,15~20℃条件下光合效率最高,除Yh2和Wjs,其它品系叶状体均在15℃达到顶峰,Yh2和Wjs则在20℃达到顶峰。在受到高光抑制(200μmol.m-2.s-1)后,处于光照60μmol.m-2.s-1,温度12℃条件下紫菜光合效率可在30~60 min内恢复。未发现光合色素含量与光合效率的相关性。文章还对紫菜光合效率与生态条件的关系进行了分析和讨论。     

Numerical and Experimental Studies on the Propulsion Performance of A Wave Glide Propulsor

This paper introduces a newly developed Unmanned Wave Glide Vehicle (UWGV), which is driven only by extracting energy from gravity waves, and presents a comprehensive study on the propulsion performance of the UWGV’s propulsor―Wave Glide Propulsor (WGP) in a regular wave. By simplifying the WGP as six 2D tandem asynchronous flapping foils (TAFFs), a CFD method based on Navier?Stokes equations was first used to analyze the hydrodynamic performance of TAFFs with different parameters of non-dimensional wave length m and non-dimensional wave height n. Then, a series of hydrodynamic experiments were performed. The computational results agree well with the experimental results when n≤0.07 and both of them show the thrust force and input power of the WGP are larger at smaller m or larger n. By analyzing the flow field of TAFFs, we can see that a larger m is beneficial to the forming, merging and shredding of the TAFFs’ vortices; as TAFFs are arranged in tandem and have the same motions, the leading edge vortex and wake vortex of the TAFFs are meaningful for improving the thrust force of their adjacent ones.     

EDM高程导线测量中的效率和精度问题探讨

随着全站仪测角测距精度的提高,在高程联测中,用EDM高程导线测量代替三四等水准测量,成为外业高程测量的重要方法之一。分析了影响EDM高程导线测量精度的因素,讨论了提高EDM高程导线测量精度的办法,提出了效率函数的概念,并以某测区三级GPS大地控制网高程联测数据为例,从精度和效率方面进行了计算对比分析。     

基于多元传感参数的性能指标预测方法研究

针对利用传感数据实现产品性能指标预测问题,本文提出了一种基于多元传感参数的性能指标预测方法。该方法以减少多元传感参数冗余、提高多元传感参数的性能指标预测准确率、缩短测试周期为目的。该方法使用特征选择算法去除冗余传感参数,使用学习算法建模,实现性能指标预测。3个真实传感数据集上的实验结果表明,该方法能有效降低特征维数,性能指标预测准确率均达到91%以上,周期最多缩短了84.19%。