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。     

澳门美高梅金殿工程大口径钻孔扩底灌注桩施工技术

澳门美高梅金殿工程主楼基础为38根钻孔扩底灌注桩，桩孔直径为3m扩底到4．2-4．5m，场地狭窄，且是在微风化花岗岩中扩底。根据工程的具体情况，采用贝诺特工法、反循环四翼刮刀钻头钻进、滚刀钻头钻进等组合钻进工艺，同时采用在港澳地区限制严格的泥浆护壁钻进。为港澳地区用泥浆钻桩孔作出了典范，且取得了良好的经济效益。     

PNT智能与智能PNT

定位(positioning)、导航(navigation)、授时(timing),简称PNT,是人类在长期感知、认知宇宙与人类生存的关系后,产生的与经济、社会活动密切相关的时空位置概念。PNT也是地球上的物质、能量和信息经过亿万年进化出的感知、认知与时空位置相关的智能,称为PNT智能或时空智能。而智能是生命体为适应环境生存,通过一代代继承、演进而进化出来的趋利避害行为能力的总和,可称为自然智能。本文分析了依托于生命体物质基础的自然智能特性,在此基础上探讨了生命体PNT智能的特点;概述了人类研究生命体PNT智能的最新成果、趋势和启示。其中,交互智能和PNT智能等在生命体由低级向高级的进化过程中,特别是在智人进化并形成人类文明的过程中,起到了关键性的推动作用。随着自然智能、PNT智能、人工智能研究的深入推进和交叉融合,PNT技术发展也进入智能PNT阶段。本文着重阐述了智能PNT的概念、内涵和发展趋势,从PNT应用和时空信息基础设施建设两方面,探讨了其智能化热点方向的最新进展和影响。在此基础上,也提出了一些智能PNT发展的思考和展望。     

长江三角洲北翼YBK1孔第四纪地层年代学研究

第四纪钻孔岩芯时间标尺的建立是分析平原覆盖区第四纪环境演变过程的重要基础。通过分析江苏扬州市施桥镇运河大桥东侧YBK1孔岩芯中总厚度95.50 m的第四纪沉积物的岩性、颜色、物质组成、沉积结构和接触界面形态等特征,并对地层进行详细分层基础上,综合采用AMS14C、光释光、宇生核素埋藏和古地磁等年代测试,建立了YBK1孔的第四纪地层年代标尺。结合地层的结构、构造、标志层等的标志,确定YBK1孔第四纪沉积物下覆地层为白垩系浦口组红色粉砂岩,第四纪地层自上而下可分为4套地层,从老到新分别为:中更新世晚期的启东组上段,发育时代为0.1~0.3 Ma,厚度30.20 m,以河床相砂砾层为主,成分较杂;晚更新世早期的昆山组下段,发育时代为0.1~0.045 Ma,厚度仅1.80 m,以残留的河床相砂砾为主;晚更新世晚期的滆湖组中段,发育时代为0.045~0.01 Ma,厚度仅3.40 m,以海滨形成的灰色粉细砂和灰黄色砂砾层为特征,晚更新世晚期的上段及下段均未见残留;全新世如东组沉积厚度较大,达55.10 m,可进一步分为上、中、下三段,分界年龄约为2.5 Ka和7.5 Ka。该区的全新世以滨海、河口、河漫滩沉积物为主,其厚度突然增大与全新世时期的河床改道密切相关。从YBK1孔的岩性特征分析,研究区域缺失早更新世及中更新世早期沉积物,中更新世晚期至晚更新世时期受河流侵蚀作用影响,以少量残留粗颗粒河床相沉积物为特征;全新世时期,因河流改道,地表水动力条件减弱,沉积了较厚的全新世沉积物。      

生物矿物材料及仿生材料工程

生物通过有机模板的作用，使无机晶体的结晶成核、形貌和晶体学定向受到严格的控制，从而形成性能优异的有机－无机复合材料（如骨和珍珠层）或纳米晶体材料（如趋磁细菌中的磁小体）等。通过对生物矿化的研究，认识到有机分子可以改变无机晶休的生长形貌和结构，因而提供了强大的工具用来设计和制造新的材料。目前已成功仿生合成了纳米晶体材料、仿生薄膜及薄膜涂层材料、中孔分子筛材料等。     

基于扑翼原理的帆板摇帆推进模型研究

比较鸟类扑翼飞行与帆板摇帆运动在结构、运动过程、气动升力构成和外界环境条件等方面的相似性,提出基于扑翼原理的帆板摇帆推进机理,建立帆板摇帆过程的扑翼运动描述模型。该模型的建立为帆板摇帆运动推进机理的进一步研究奠定基础。     

筒状内锥三翼钻头在温州世贸中心大厦成孔施工中的应用

针对温州世贸中心大厦钻孔灌注桩工程中风化残留体施工难度大、桩孔深的特点，设计制作了筒状内锥三翼钻头，实践证明这是处理中风化残留体的一种行之有效的办法。详细阐述了该钻头的设计制作和施工效果。     

长江三角洲北翼J9孔岩芯沉积特征及地层初步划分

长江三角洲北翼地区缺少较长尺度的第四纪海陆变迁及环境演变的深入探讨,深达423m的海安县基岩标J9孔为此提供了较好的研究对象。通过观察该孔松散层岩芯,总结其沉积特征,认为岩芯明显可划分为6个特征岩性段。同时,地层古地磁测试结果显示：   0～200m为布容正极性世,200～334m为松山负极性世,334m以下为高斯正极性世。综合分析岩芯沉积特征并参考古地磁测试结果对地层进行了初步划分,认为 0～39m为全新世地层,39～153m为晚更新世地层,153～200m为中更新世地层,200～334m为早更新世地层,之下为新近纪地层。从沉积地层特征推测,在第四纪地层中可能存在有5个海侵层,自上而下为第Ⅰ海侵层（镇江海侵）、第Ⅱ海侵层（滆湖海侵）、第Ⅲ海侵层（昆山海侵）、第Ⅳ海侵层（嘉定海侵）和第Ⅴ海侵层（如皋海侵）,分别出现在孔深 5～39m段、59.2～85.1m段、121～153m段、171～200m段和 246.3～277.2m段。孔深39～41m存在的晚更新世晚期特征硬粘土标志层,指示本地不是冰后期古河谷的发育地。     

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。     

水流作用下滩海工程仿生草防护技术研究

调查分析了仿生草防护技术研究现状,参照中石油辽河油田海南8海底管线海域水流和地质条件,采用1∶10比尺进行水流作用下水槽断面物理模型试验,开展了滩海区域仿生草的缓流效果和仿生草周边泥沙冲淤变化研究。试验结果表明,水流作用下,海底仿生草草内流速减小,草外流速增大;铺设仿生草对减小作用于铺设段海床的水流动力有较好效果,水位较高时,仿生草有较好的缓流促淤效果,但在水位较低、流速较大时,仿生草因铺设密度较大而产生较大的局部冲刷。水深小于2 m的滩海区域要慎重选用。