船舶含气泡尾迹的光学特性研究

基于充分挖掘卫星遥感应用于海洋监测能力的需求,通过海上试验测量船舶含气泡尾迹海水的物理、光学特征,研究气泡群对不同水体光学特征的影响,例如离水辐亮度、遥感反射率.这些工作可为通过星载光学传感器遥感获取船舶尾迹信息提供理论依据.试验证明在可见光和近红外波段船舶含气泡尾迹相对于背景海水的离水辐亮度、遥感反射率都不同程度地得到了增强,并且在一类水体中含气泡尾迹的光谱后向散射无论是相对增幅还是绝对增幅都要远大于二类水体中的.     

船舶尾迹与尾迹气泡光学遥感研究

通过研究船舶航行产生的三类尾迹(表面波尾迹、湍流尾迹、内波尾迹)形成机制,以及深入分析尾迹的微波、热红外、声学以及光学特性以及尾迹气泡相关特征,从理论上寻求星载光学传感器探测舰船尾迹的适用性依据,满足充分挖掘卫星遥感监测海洋应用能力的目的。结论认为现实条件下运用星载合成孔径雷达最适合监测船舶尾迹,星载热红外传感器不适合探测船舶尾迹,而星载光学传感器作为一种重要的补充手段有着独到的优势。     

基于CPFD的甲烷水合物气泡生成特性数值模拟

为了分析可燃冰钻采过程中甲烷水合物气泡生成特性,基于计算颗粒流体力学方法,运用流化床气泡生成技术,分析了流化床定容颗粒密度条件下,不同颗粒浓度、不同颗粒直径对甲烷水合物气泡生成阈值与气泡生成直径的影响。结果表明:计算结果与试验结果验证度可达92%;在本实验条件范围内,任意颗粒物直径下,甲烷水合物生成气泡直径与底层颗粒浓度成正比,任意颗粒浓度下,甲烷水合物生成气泡直径与底层颗粒浓度成反比;海底颗粒物直径对甲烷水合物气泡生成阈值的影响大于颗粒浓度对其影响,气泡生成阈值对颗粒物直径的敏感度更高。文中结论可为可燃冰钻采安全管控提供借鉴意义。     

光学后向散射法在海洋现场探测无机悬浮颗粒物质的应用研究

本文论述了使用作者于１９８８年研制成功的国内第一台拖曳荧光计系统，通过改换荧光测量滤片为中性滤光片。     

超声多普勒测量海底渗漏气泡流速的实验研究

海底渗漏气泡流速是测量海底冷泉渗漏气体流量的主要参数。为了测量海底渗漏气泡流速,利用超声多普勒测量的原理和气泡的二次多普勒效应,提出海底渗漏气泡速度的超声多普勒测量方法。超声多普勒测量根据超声多普勒原理设计了气泡流量测量装置,通过多普勒频移算出海底渗漏气泡流速,同时用视频法测出海底渗漏气泡流速。从多普勒法和视频法的气泡速度数据t分布95%的置信水平误差可知,视频法的气泡速度数据的波动大于多普勒法的气泡速度数据的波动,表明了超声多普勒测量海底渗漏气泡流速的有效性和准确性,优于视频法测量海底渗漏气泡流速。     

基于小波的水下图像后向散射噪声去除

介绍水下图像成像的特点,分析影响水下成像的主要因素:吸收和散射。在此基础上,采用小波的方法对水下图像进行去噪。首先对低频系数采用了LUM滤波器进行滤波,然后对高频系数采用了NeighShrink方法和对其改进后的ENS方法进行去噪。通过实验证实,该方法去除水下图像噪声具有较好的效果。     

浅海水下地形的SAR遥感仿真研究

结合连续性方程和布拉格后向散射模型,在准一维简化浅海水下地形情况下,建立了浅海水下地形SAR海面相对后向散射强度仿真模型,将浅海水下地形区域的SAR海面后向散射强度的相对变化与大尺度背景流场、海面风场和雷达系统参数等联系起来.海上实验和研究结果表明,浅海水下地形的SAR成像主要由通过受水下地形影响的海表层流场对海表面风引起的微尺度波的水动力调制而获取浅海水下地形信息,其中潮流与水下地形的相互作用过程改变海表层流场,变化的海表层流与海表面微尺度波之间的相互作用改变海表面波的空间分布,雷达波与海表面波之间的相互作用决定雷达海面后向散射强度.因此SAR图像中浅海水下地形或水深信息量的多少不仅与海表层流场和海面风速有关,而且与雷达工作波段、雷达波束入射角和极化方式也密切相关.认为由水下地形变化引起的缓慢变化的表层流场中海表面定常微尺度波谱能量密度的变化满足波作用量谱平衡方程;而在波数空间中,海表面微尺度波谱的成长过程也可以用波数谱平衡方程描述,在此基础上,得出了海表面波高频谱(毛细-重力波)形式的解析表达式.众所周知,浅海水下地形信息是由于水下地形影响下SAR海面后向散射强度与背景海面后向散射强度的相对差异而在SAR图像上的呈现,从而在建立浅海水下地形SAR海面相对后向散射强度仿真模型的基础上,仿真计算了浅海水下地形SAR海面相对后向散射强度相对于海表层流场、海面风场等海况参数和SAR工作波段、SAR波束入射角、极化方式等雷达系统参数的数值仿真结果,分析得到了有关浅海水下地形SAR海面相对后向散射强度的特征和SAR浅海水下地形遥感的最佳海况参数与最佳雷达系统参数,为研究和开展SAR浅海水下地形遥感研究提供了有价值的参考.     

基于SAR的海上溢油监测最佳探测参数分析

基于SAR数据,在后向散射系数计算的基础上,从波段、极化方式、入射角等方面开展了海上溢油监测参数分析,结果表明:基于SAR的海上溢油监测,从波段分析,X波段与C波段较L波段更适合监测海上溢油;从极化方式分析,VV极化较HH,HV极化更适合监测海上溢油;从入射角分析,在计算溢油与海水临界值时,经多次实验,位于远入射角的疑...     

基于SERS技术的果蔬表皮农药残留快速检测方法研究

果蔬表皮农药残留关乎食品安全问题。本文以苹果为研究对象,应用表面增强拉曼光谱(SERS)技术,结合高灵敏度、便携的纳米检测棒,检测果蔬中常用农药倍硫磷和多菌灵,研究农药残留衰减规律,并对比研究不同方法对农药残留的去除效果。研究表明,基于GMA-EDMA多孔材料和金纳米颗粒制备的纳米检测棒,对苹果表皮残留的倍硫磷和多菌灵的最低检测浓度分别达0.10和0.05 mg/L,在低浓度范围内特征峰强度与浓度成良好的线性关系。苹果表皮两种农药残留量随时间成e指数衰减,衰减为e-1的时间常数分别约为1~2 d和4~5 d。不同清洗剂(清水、盐水、小苏打水、果蔬洗涤剂)对农药残留的清洗效果不同,淡盐水可提高农药残留清洗效率,清水清洗需要延长清洗时间才能达到相同效果。研究结果表明,纳米检测棒能有效提高果蔬农药残留的检测灵敏度和检测效率,结合便携式拉曼系统,可实现果蔬农药与淡盐水残留的快速、现场检测。     

基于三维声纳点云的水下沉井地形探测技术

为了解决水下沉井地形监测难题,给出了一种基于三维扫描声纳的地形监测方法以及地形点云的高精度快速处理方法.首先,结合沉井特点,给出了一种悬挂式三维扫描声纳扫描沉井水下地形方法;然后,结合沉井形状及点云特点,给出由降采样点云抽稀法、基于欧式距离的区域自生长算法的点云去噪方法和基于K-means++聚类算法的沉井水下地形分割...     

Experimental study on bubble pulse features under the combined action of horizontal and vertical walls

The pulse features of a bubble have a close connection with the boundary condition. When a bubble moves near a rigid wall, it will be attracted by the Bjerknes force of the wall, and a jet pointing at the wall will be generated. In real application, the bubble may move under the combined action of walls in different directions when it forms at the corner of a pipe or at the bottom of a dam. The motion of the bubble shows complex and nonlinear characteristics under these conditions. In order to investigate the bubble pulse features near complex walls, a horizontal wall and a vertical wall are put into the experimental water tank synchronously, and an electric circuit with 200 voltages is designed to generate discharge bubbles, and then experimental study on the bubble pulse features under the combined action of horizontal and vertical walls is carried out. The influences of the combined action of two walls on the bubble shape, pulse period, moving trace and inside jet are obtained by changing the distances from bubble center to the two walls. It aims at providing references for the relevant theoretical and numerical research.     

海洋天然气水合物合成的模拟实验研究

为了研究海洋天然气水合物生成过程中元素的地球化学行为,研制了一套天然气水合物实验装置和一套实验流程.利用这套实验装置,在天然海水-甲烷体系中合成天然气水合物.探讨了不同影响因素,包括温度、压力、振动、过滤方式等对天然气水合物合成实验结果的影响.     

基于压磁效应的锈蚀钢筋应力状态检测试验研究

钢筋锈蚀是严重威胁结构安全的耐久性问题,基于压磁效应,研究均匀锈蚀和坑蚀两种锈蚀钢筋的应力状态与压磁场变化的关系。首先,采用通电加速锈蚀方法进行钢筋均匀锈蚀和点蚀试验;然后,通过轴向拉伸静载试验和疲劳加载试验,分析锈蚀钢筋的压磁信号特征。试验结果显示,磁感强度与钢筋应力状态之间具有较好的对应关系,屈服阶段不同锈蚀率下的钢筋磁感强度曲线有较明显区别,疲劳荷载作用下锈蚀钢筋的法向残余磁感强度和磁滞回环面积均呈现疲劳三阶段变化规律,可进一步运用于钢筋应力状态的检测中。