水下仿生扑翼机器人的发展现状综述

参照蝠鲼等鱼类游动方式所研制的水下仿生扑翼机器人具有效率高、机动性强、负载能力大等多方面优势。由于其广阔的应用前景,水下仿生扑翼机器人已逐步成为水下航行器领域的研究热点。本文系统地将蝠鲼的生物学特性、机器人的结构设计、动力学模型、单体运动控制、集群运动控制以及实验研究等方面的国内外研究进展进行了总结和梳理。已有的研究表明：水下仿生扑翼机器人正在朝着软体化、集群化、 高机动等方向发展,新兴的水下仿生扑翼机器人及仿生集群能够更加精确的模拟真实生物的游动姿态,并开展相关任务。当下的研究为水下仿生扑翼机器人性能的进一步优化与提升奠定了坚实的理论与实践基础。     

跨海大桥建设对胶州湾北部冬季结冰现象的影响

本文利用台站观测、卫星遥感以及专项调查等多种数据,综合分析了近年来胶州湾典型水文气象要素的变化特征及建桥前后水动力环境等的变化对冬季冰情的影响。结果显示,建桥以来冰情较重的年份冬季气温和年最低气温均处于近30年的低位,重冰期与年最低气温时段相吻合,且以跨海大桥为界,北部海湾结冰现象严重,而南部几乎无结冰。基于区域海洋水动力模型(ECOM)的模拟结果显示,跨海大桥建设可以从几个方面影响胶州湾北部海冰的生消,即大桥建设使胶州湾尤其是大桥北侧的水动力环境弱化,落潮时桥北侧水体堆积,涨潮时桥北侧向陆一侧水位减小;大桥对桥位南北1.5 km周围涨、落潮流场产生影响;流场的变化又使得悬浮物对流扩散和沉积物输运发生改变,大桥北侧局部区域水深变浅。     

一种新型浅地层剖面仪试验平台的设计与应用

为探讨浅地层剖面声学影像形成原理,探索不同类型沉积物声学影像特征,厘清不同沉积物厚度的识别算法,采用模块化设计理念研发一套新型浅地层剖面仪室内试验平台。综合室内定位技术、浅剖试验平台尺寸合理性分析技术、直线轨道与换能器之间的固定连接技术和海底声学参数反演技术,形成一个试验高效的新型平台。通过铺设沉积物和布设障碍物,利用浅地层剖面仪进行走航测试,精确识别了沉积物的厚度和障碍物的位置。该平台可为开展理想环境下沉积物厚度和障碍物识别提供较好的测试环境,为声学海洋设备性能检测提供测试平台,也为高校学生和技术人员提供设备使用培训场所。     

自然海岸资源价值核算方法研究与应用

文章通过构建自然海岸资源价值核算指标体系,确定了评估因子量化标准,建立了自然海岸基本价值核算系数计算模型、服务价值核算系数计算模型、综合核算系数计算模型和基准价值计算模型。在此基础上,构建了自然海岸资源价值核算模型,并应用其模型对大连市大陆自然海岸资源价值进行核算。最终得出大连市大陆自然海岸资源总价值约为2 409亿元。     

表层水温表测量结果不确定度评定

文章以表层水温表为研究对象,根据JJG 289—2005表层水温表检定规程的要求,以计量标准器二等标准铂电阻温度计及配套设备制冷恒温槽为基础,详细分析了表层水温表温度测量值的不确定度来源,从而得到表层水温表温度示值误差的扩展不确定度,并给出了减小合成标准不确定度的方法。     

长江河口潮波传播机制及阈值效应分析

河口潮波传播过程受沿程地形(如河宽辐聚、水深变化)及上游径流等诸多因素影响,时空变化复杂。径潮动力非线性相互作用研究有利于揭示河口潮波传播的动力学机制,对河口区水资源高效开发利用具有重要指导意义。本文基于2007—2009年长江河口沿程天生港、江阴、镇江、南京、马鞍山、芜湖的逐日高、低潮位数据及大通站日均流量数据,统计分析不同河段潮波衰减率与余水位坡度随流量的变化特征,结果表明潮波衰减率绝对值与余水位坡度随流量增大并不是单调递增,而是存在一个阈值流量和区域,对应潮波衰减效应的极大值。为揭示这一阈值现象,采用一维水动力解析模型对研究河段的潮波传播过程进行模拟。结果表明,潮波传播的阈值现象主要是由于洪季上游回水作用随流量加强,余水位及水深增大,导致河口辐聚程度减小,而余水位坡度为适应河口形状变化亦有所减小,从而形成相对应的阈值流量和区域。     

基于水声环境空间中多模态深度融合模型的目标识别方法研究

随着对水下目标特性研究的深入和声学探测技术的发展,基于单模态的阵列式信息融合或基于空间信息的分布式信息融合的水下目标识别方法研究已有一定成果,但针对复杂海况导致单一物理场或单一融合层次的系统识别性能提高有限等方面影响的水下目标识别方法研究还有所不足,因此,开展基于多模态深度融合模型的水下目标识别方法研究可利用模态互补,共享信息而提升识别率。文中在国内外研究基础上,深入研究了基于到达时差法和多模态方法组合的检测方法,初步形成了基于水声环境空间中多模态深度融合模型的识别框架,开展了海洋中典型自然与人为事件的信号分析与特征提取,并在此基础上,设计新型基于海底基站的被动识别系统。该系统同步记录和由位置等组成的时间序列标记声、磁和压数据,可实现高精度、高分辨率的识别。本研究可满足未来海洋观测对高性能水下目标探测、定位和跟踪系统的迫切需要,为海洋安全监管、海洋突发事件应急响应等领域提供新的技术手段和科学参考。     

回阳生肌汤配合康复新液对肛瘘伴2型糖尿病患者术后创面愈合的影响

目的：观察回阳生肌汤配合康复新液对肛瘘伴2型糖尿病患者术后创面愈合的影响。方法：选择肛瘘伴2型糖尿病患者术后创面难以愈合的患者42 例,按照随机数字表法将其分为治疗组、对照组和空白组,每组各14 例。空白组予以常规换药及0.9%氯化钠注射液纱条外敷治疗,对照组在空白组基础上加服回阳生肌汤治疗,治疗组口服回阳生肌汤并以康复新液外敷治疗。观察3组患者术后第7、14、35天创面疼痛视觉模拟评分量表（VAS）评分、创面分泌物情况、创面愈合率及临床疗效。结果：总显效率治疗组为100.00%（14/14）,对照组为85.71%（12/14）,空白组为71.43%（10/14）,治疗组优于对照组、空白组,差异有统计学意义（P＜0.05）;治疗组在术后第7、14、35天创面疼痛评分、渗液评分、愈合率方面均优于对照组及空白组,差异有统计学意义（P＜0.05）。结论：回阳生肌汤配合康复新液可促进肛瘘伴2型糖尿病患者术后创面愈合、减少创面分泌物,值得临床推广。     

仿蝠鲼柔性潜水器翼型流场性能分析

因为蝠鲼在运动时具有低噪声,机动性能好等优点,以蝠鲼作为仿生对象,结合动态网格技术, 通过对仿生蝠鲼的外形轮廓中某一截面进行流体动力分析,研究该截面轮廓在大变形情况下,不同频率、不同波长对周围流场特性的影响。仿真计算结果表明,在波长一定时,随着频率的升高,升力系数波动幅度变大,推力增大。在频率一定时,随着波长的增加,升力系数波动幅度变大,推力也增大。     

中国九龙江河口营养盐基准值研究

One of the key concerns in estuarine and coastal environments is eutrophication, which is known to be closely connected to nutrient enrichment. To control and improve surface water quality, nutrient criteria are recommended in order to provide reference conditions for the environment. However, the current datasets of nutrient criteria in China are either designed for surface water or sea water, and as such these are not suitable for assessing estuarine water quality, especially given the unique ecosystem and dynamic properties of estuaries. To address this issue in current estuarine water management, nutrient criteria have been developed for a local estuary in the southeast of China. Segmentation of the Jiulong River Estuary, China was firstly analysed through field investigations carried out during 2013–2014, which resulted in the delineation of three segments characterized by their distinct properties in relation to salinity, hydrology, ecosystems, etc. Historical records from 1997 to 2014 were then analysed using statistical modelling to develop candidate nutrient criteria for the estuary.This stage of the analysis was undertaken in combination with the study of nutrient status records from the 1980s,which were used to establish a baseline reference condition. The recommended criteria values of dissolved inorganic nitrogen(DIN) in Segments Ⅰ, Ⅱ and Ⅲ of the Jiulong River Estuary are 64, 21 and 14 μmol/L,respectively, and the corresponding values for soluble reactive phosphorus(SRP) are 0.89, 0.76 and 0.89 μmol/L,respectively. It should be emphasised that these values are site-dependent, and that different results may be achieved at other locations depending on the physical and biogeochemical characteristics of an estuary, or even a single site within a catchment. It is hoped that by demonstrating a possible methodological approach and methods of nutrient criteria derivation in the Jiulong River Estuary, the current study will offer researchers some fundamental basis from which to begin to develop more complete nutrient criteria indices for the study of nutrient conditions in other estuaries throughout China.