多桩桶基平台沉贯过程监测系统研究

为了解决海上恶劣环境下过程参数实时检测的困难,对海上桶基采油平台沉贯过程监测系统进行了研究。提出了主动利用潮汐、浪涌信息对沉深数据进行滤波处理的方法和单一桶桩的沉深和平台倾角信息计算其他多桩沉深的方法。直接利用浪涌检测信息,提高了沉深监测精度和实时性;采用一桶沉深与倾角数据计算多桶沉深的方法,节省了测深传感器,简化系统结构,降低系统成本。实验证明,该系统具有响应速度快,检测精度高,实时性强等特点。     

喷冲气举机构试验研究

介绍了气举机构的工作原理,并对正压冲固平台特定沉贯施工条件下的多种气举泵设计方案进行了来列试验研究．试验研究获取了气举装置的骑气量与排水量的关系和气举高度特性以及各种泵体结构参数,为正压冲固平台基础的沉贯设备设计提供了科学依据．     

基于声纳图像纹理特征的海底底质分类方法研究

一般不同底质的海底声纳图的纹理特征不同。重点分析了不同底质声纳图像纹理特征的差异,为底质分类的实现提供了基础。并提取了海底声纳图像的灰度共生矩阵,将灰度共生矩阵的统计特征作为特征向量。最后应用自组织迭代(ISODATA)分类算法依据对特征向量进行分类,从而实现了海底底质的划分。     

基于LabVIEW平台自主避障系统设计

为降低现代航海事故的发生率,设计了基于LabVIEW的仿真智能避让系统;该系统利用栅格-蚁群算法寻找最佳路径排除固定障碍物,并通过激光测距仪和陀螺仪避开随机障碍物的影响;同时利用LabVIEW开发上位机软件和下位机数据采集系统,最终达到与控制规则无缝连接的效果。经多次仿真模拟实验验证,该系统能够按照人类思维的最佳路径行走并有效地避开障碍物,实现船舶自主避障功能。     

基于LabVIEW的波浪驱动测量系统仿真设计

提出了一种通过虚拟仪器软件LabVIEW对水下测量系统进行仿真的方法,通过受力分析,可以近似地模拟出波浪驱动测量系统在水中的工作状态,为系统合理地布放提供有效的搭配方案。     

基于LabVIEW 水下温盐深数据采集程序一体化设计

温盐深数据在海洋观测、海洋资源开发、国防军事领域都发挥着重要作用, 为研究海洋过程、开发海洋资源、保护海洋生态等重要领域提供基础水质数据。为实现温盐深传感器中各类数据的实时采集、实时显示和数据储存等功能, 本文基于LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering） 软件, USB 数据采集卡、温度传感器、压力传感器、电导率传感器、计算机等硬件, 通过设计采集程序, 实现各类传感器与计算机的通信交互, 最终完成基于LabVIEW 水下温盐深数据采集程序一体化设计。经过多次测试验证, 该程序具有性能稳定、通用性强等特点, 同时在测量精度方面, 温度和深度数据与实际测量数据基本一致, 盐度数据平均误差为2.33%, 基本满足设备要求, 为水下温盐深数据采集提供新的思路。     

合成孔径声纳技术以及在海底探测中的应用研究

合成孔径声纳技术逐渐成为海底探测领域的热门研究方向,其在地貌成像、沉底和掩埋小目标成像、海底管道探测等方面的应用均取得重要进展。文中系统阐述了合成孔径声纳技术的工作原理和研究现状,重点介绍了双频双侧合成孔径声纳的技术优势。结合海底管线探查案例,详细分析了该设备的应用情况,并与浅地层剖面仪实际获取的图像进行了对比,验证了双频合成孔径声纳在海底探测中的适应性和探测能力,最后对该技术的研究与应用方向进行了展望。     

基于侧扫声纳图像海底目标物提取方法

分析了侧扫声纳数据成像原理,利用凹凸目标成像与阴影的关系,依次采用二值化处理、中值滤波处理、开启与闭合操作、Canny边缘提取等多种图像处理的手段,实现了海底目标物的提取与定位,并通过实验验证了本方法的可行性。     

泥沙掩埋海底光缆探测技术研究

鉴于海底光缆路由探测成果可为已有光缆维护与新增光缆铺设提供数据服务和决策支持,以我国东部海域某地区的海底光缆为例,对泥沙掩埋海底光缆进行探测与定位研究。针对上覆泥沙介质强波阻抗界面与海底光缆管径较小的特点,采用具有孔径合成、低频穿透、高分辨率特点的合成孔径声纳技术,对海底光缆的路由情况进行研究。实践证明,合成孔径声纳技术在泥沙掩埋海底光缆探测和识别方面取得良好的探测效果,可在实际工程中推广应用。     

黑潮延伸体时变正压动力过程和动能串级研究

本文基于坐底式逆向回声仪(current and pressure recording inverted echo sounder, CPIES)实测海底压强和海底流速数据对黑潮延伸体时变正压动力过程和动能串级进行研究。先对CPIES数据进行去噪、网格化、调平等预处理,获得黑潮延伸体正压动力高度网格和海底流速网格,后进一步计算得到正压动力高度分布图、正压涡动能分布图以及正压动能通量谱。结果表明:1)在无外力作用时,正压动力高度起伏会使海水从动力高的地方向低的地方流入从而产生较高的涡动能,而一旦有外力强迫,海水有从动力高度低的地方向高的地方流入的可能,从而使得正压动力高度不断增加涡动能增强;2)通过分析9个月长时间平均正压动能通量谱,验证了地转湍流理论中的正压反向动能串级; 3)对黑潮延伸体月平均正压动能通量作谱分析发现,涡动能的大小会影响动能通量幅值变化,当涡动能升高,动能通量谱振幅变大,正向/反向动能串级增强,反之亦然。此外,正压动能串级随着时间变化,表现为2004年6月至8月反向动能串级尺度向小尺度移动并且强度增强; 2004年9月反向动能串级突然减弱,2004年9月至11月出现了...     

高压水射流与潜水员水下作业安全研究

从高压水射流技术在水下工程中应用及高压水射流的作用效应和伤害特征着手,分析影响水下高压水射流作业安全的因素,总结各国制订高压水射流作业的安全标准规程现状,提出制订我国水下高压水射流作业安全规程若干认识和设想。     

多边形筒型基础海上建造过程中移位及起浮技术研究

以广东省某海域海上风电项目为背景,针对六边形钢混组合筒型基础海上建造过程中敞口筒裙无法自浮移位及基础整体起浮稳性不足的问题,提出了一种基于助浮浮箱提高基础移位及起浮稳性的技术,并分别基于SESAM和ABAQUS软件进行了整体浮稳性分析与结构强度校核。计算结果表明：在浮箱助浮作用下,可将基础满足稳性要求的吃水深度从13 m减小至8 m,极大地降低了对基础制造海域水深的要求;敞口筒裙—浮箱移位及筒型基础—浮箱起浮过程中,其整体垂荡与纵摇固有周期均随吃水深度的增加而增大,且两种结构分别在7 m和8 m吃水深度下的运动响应最优;移位及起浮过程中,浮箱与基础结构的应力均满足结构强度要求。此项技术的研究及在广东省某海域的成功应用,为推动在更多的浅海区域预制大型筒型基础结构提供了可借鉴的技术。     

海上风电倒Y形导管架筒型基础受力特性研究

以一6.7 MW风机为研究对象,提出了一种适用于30～50 m水深的海上风电倒Y形导管架筒型基础结构型式,采用三维精细有限元模型对结构的受力特性展开研究,包括结构的自振特性以及在随机风浪流荷载作用下的动力响应。研究结果表明,倒Y形导管架筒型基础采用“三腿变六腿”导管架的结构型式,能够更加有效的将上部荷载传递至下部筒型基础,具有较好的受力特性和传力体系;整机结构的前两阶自振频率均在风机允许运行的频率范围内;在50年一遇极端随机风浪流荷载作用下,整机结构的位移响应和应力响应,均可满足结构安全使用要求。     

一种加装稳定翼的海上风电负压桶型基础研究

针对海上风电负压桶型基础,以提高桶基水平承载性能和降低结构动力响应为目的,提出了一种加装稳定翼的负压桶型基础型式。通过在桶身设置一组稳定翼,使得桶周土抗力得以充分利用。以单立柱负压桶基为例,建立桶土全实体有限元模型,进行了静力分析和包括模态分析、瞬态分析、谱分析在内的动力分析。结果表明:稳定翼的设置增强了桶基水平承载性能;水平位移和动力响应显著减小;结构低阶固有频率略有提高。     

Evaluation of vertically and laterally loaded bucket foundation in clay using a three-dimensional displacement approach

ABSTRACT

An investigation is made to present analytical solutions provided by a three-dimensional displacement approach for analysis of bucket foundations subjected to vertical and lateral loads in cohesive soils. The nonlinear vertical and lateral stiffness coefficients along the skirt of the bucket foundation in nonhomogeneous soil are presented using three-dimensional solutions for vertical and lateral loads and taking into account the dependence of stiffness coefficients on the shear strain. The vertical, lateral, and rocking stiffness coefficients on the base of the skirt of a bucket foundation are obtained from the solutions of hollow rigid cylindrical punch acting on the surface of a soil. The ultimate vertical stress of a soil under the base of a bucket foundation subjected to vertical and moment loads is presented analytically by considering only compression and ignoring tension on the base. The vertical and lateral yields along the skirt and the compression and shear failures on the base are taken into account in analysis of ultimate load capacities. Envelopes of the combined ultimate horizontal and moment load capacities of a bucket foundation in clay are shown. Relationships between ultimate lateral and moment load capacities and the embedment ratio (skirt length to diameter) are presented.     

无舵翼水下机器人路径跟踪控制研究

针对无舵翼水下机器人的各种不同任务要求下的路径跟踪控制进行研究。通过模拟人的运动行为,建立了虚拟避碰声纳模型。根据地形跟踪的方法提出基于虚拟声纳的路径跟踪控制方法,并通过考虑纵向速度对于其他各个自由度运动的影响设计了运动控制器。通过海上试验验证了所提出的路径跟踪控制方法对于无舵翼水下机器人是可以满足实际需要的。     

综合测量船电磁兼容技术研究

电子、电气设备的广泛应用,使得测量船的电磁环境越来越复杂,尤其是安装了多种声学设备的综合调查船,在设计建造的开始就必须引入电磁兼容以求得最高效能比.以某综合调查船为背景,分析了主要干扰源、耦合路径,提出了相应的处理措施.     

两种多波束反向散射强度数据归一化方法的建立与分析

多波束反向散射强度数据应用广泛,但由于受到角度响应的影响,导致生成的多波束声呐图像质量偏低,且现有角度响应改正方法在复杂海底底质环境下适应性较差。为此本文对散射强度进行分析,给出了两种多波束反向散射强度数据归一化方法,分别为基于高斯拟合以及角度响应的散射强度改正方法,前者主要是基于散射强度的变化规律进行改正,而后者则是基于声波的散射机理进行改正。实验结果表明两种方法较传统改正方法精度均有约30%的提升,并且角度响应方法较高斯拟合方法改正精度更高,但计算效率有所下降。以上实验验证了两种方法的有效性,实现了散射强度数据的归一化,提升了多波束声呐图像的质量。