黄河水下三角洲北部区域海底地形冲淤变化研究

为了明确黄河水下三角洲北部区域海洋动力对海底地形变化的影响,采用2009年黄河水下三角洲北部区域高精度水深地形资料,与2004年水深地形资料进行对比分析。同时,利用2009年对表层沉积物的粒度分析,结合该区域的水文潮流特征,对该海区悬移质泥砂引起的冲淤变化进行了预测。研究结果表明该区域经过多年的冲淤调整正逐渐达到冲淤平衡,形成稳定的粉砂淤泥质海岸,但在大风大浪引起的恶劣海洋作用下,本区仍然经历着缓慢的冲刷过程。埕北海域在CB151平台附近形成一个冲刷中心,冲刷深度超过1 m;孤东海堤外侧海域,自陆地向等深线12 m区域均发生轻微冲刷作用,尤其是海堤根部,由于波浪的累加作用,冲刷最为明显,最大冲刷深度可达1.5 m以上。     

基于卡尔曼滤波重构GRACE-FO姿态数据

重力卫星姿态数据通过非保守力转换和KBR(K-Band Ranging)天线相位中心改正影响时变重力场模型精度,因此如何获取高精度的姿态数据是原始载荷数据处理的重要研究内容.GRACE-FO(GRACE Follow-On)每颗卫星均安装了三颗星敏感器和一个惯性测量单元(IMU,Inertial Measurement Unit)测量卫星姿态数据.星敏感器对姿态的低频部分敏感,惯性测量单元对姿态的高频部分敏感,融合这两类数据可以获得高精度的姿态数据.为此,本文首先基于扩展Kalman滤波,以四元数和陀螺仪漂移参数为状态变量推导了一种新的姿态Kalman滤波融合算法.然后基于GRACE-FO Level-1A实测数据验证本文提出的姿态Kalman滤波算法是否可行,并分析对反演时变重力场模型精度的影响.对于GRACE-FO星敏感器数据处理而言,融合多个星敏感器数据可以抑制高频部分噪声的精度,特别对于三个星敏感器融合的精度要略高于两个星敏感器融合.对于星敏感器与IMU融合而言,本文解算的姿态数据充分融合了IMU测量的角速度信息,相较于官方机构精度至少提高了3倍,并在0.01～0.1 Hz上噪...     

钻孔灌注桩的施工质量控制

该文通过对钻孔灌注桩的主要施工工艺如：泥浆比重及粘稠度、孔内沉渣厚度、钢筋笼的制安以及水下混凝土的灌注等工艺技术要求的控制方法的阐述,指出在钻孔灌注桩施工过程中只要对这些工序加强控制,就能确保钻孔灌注桩的质量     

南海内波研究前沿与热点

内波为发生在层结海洋内部的亚中尺度波动,是物理海洋学研究,特别是海洋混合及能量级串研究,不可或的缺环节。孤立内波的突发性巨大冲击能量可对水下航行和工程设施构成灾难性威胁,实现实时监测与预报海洋内波具有重大现实意义。南海是全球海洋中超强内波多发海区之一。长期现场观测表明,吕宋海峡以西海域内孤立波振幅高达150～200 m,且终年发生。因此,南海是目前海洋内孤立波观测与研究热点海域。本文以2015年至2021年间发表的论文为依据,评述南海内波研究新进展,认为7 a来研究成果取得质的提升。第一,实现了由卫星为主要手段2D观测到以卫星与潜标同步3D观测为主要手段的提升。由此催生出振幅240 m超强内孤立波、中尺度涡对内波的调制作用、重现周期23 h内孤立波、浅海内孤立波裂变现象、深海盆内波及动能级串等创新成果。第二,研究区开始呈现向中部深海盆扩展趋势。迄今为止,南海内波观测与研究集中在吕宋海峡以西和北部陆架,现已出现向中部深海盆扩展趋势。第三,海洋探测高新技术应用于南海内波观测与研究,取得了突破性成果。由卫星高度计沿轨海面高度场二维平面波分解技术得出的南海M2内潮辐射图,解决了多年争论不休的南...     

智能水下应急通信一体化探讨

目前海洋应急通信主要关注海面部分,较少涉及水下部分,不能满足水下应急需求。为此,对水下应急通信进行探讨。首先,分析了可能的多种应用场景,讨论了基本的需求和性能指标。其次,从网络拓扑、工作机制和节点类型几方面探讨了系统的体系结构。然后,对关键技术进行了阐述,包括：节点多模通信及功能一体化、网络快速机动部署、网络模式快速切换、水上水下联合一体化等。最后,介绍了智能化可以采用的机器学习和元学习方法,探讨了水下应急通信智能化的思路。     

基于CFD的水下实验平台升沉阻力研究

为了选择出合适的水下实验平台的无动力下潜方向和预计出下潜时间,用CFD方法对水下实验平台的无动力下潜工况进行了数值模拟。通过与常用的摩擦阻力系数公式计算结果对比,选用了一组较为合适的网格进行CFD分析,通过FLUENT计算结果拟合出阻力系数与速度的函数,使用Simulink对水下实验平台无动力下潜的过程进行了仿真。最终选出以正向下潜为海试时的下潜方向,并得到了下潜过程的时间,通过与海试结果对比,验证了CFD计算结果的准确性。     

水面无人艇在水面舰艇编队水下防御的发展展望

为提升水面舰艇编队水下防御能力,构建以水面无人艇为补充的编队水下防御装备体系是未来发展的重要方向。在总结国内外水面无人艇现状及发展趋势的基础上,分析了无人艇的发展必要性,结合水面舰艇编队防御鱼雷攻击的任务需求,开展了水面无人艇作战使用方法研究,并对其对抗效能进行了仿真分析评估。相关研究成果可牵引水面无人艇在水下信息对抗领域的发展与应用。     

面向AUV自主水下对接的视觉检测算法

针对自主式水下机器人水下对接过程中近距离视觉导引存在的定位精度低、计算时间长的问题。基于Cascade RCNN神经网络模型设计了一种高精度视觉检测算法。首先,基于热力图导向的泊松复制建立混合数据增强策略,在实例级和图像级上扩充训练样本;其次,采用完备交并比损失函数提高算法模型输出边界框的回归准确率;然后,使用学习率余弦退火策略,通过周期性的热重启和衰减使算法模型能概率性地跳出局部最优解并最终趋于全局最优,以进一步提高目标检测精度;最后,使用混合精度策略减少算法模型计算复杂度,提高实时性。水下对接实拍图像目标检测试验表明：该算法模型的平均精度达到94%,检测速度超过20帧/秒。     

无人水下航行器在反水雷中的应用探讨

随着海军无人作战平台技术的快速发展,各种武器系统的智能化和无人化是必然的趋势。无人水下航行器将是未来作战最重要的装备,其集成了探测、导航、定位、能源、推进、新材料、新工艺以及智能控制等高科技,可充当现代海战的力量倍增器,提升体系作战能力。由于反水雷作业的危险性,将无人水下航行器与反水雷技术相结合,是未来反水雷的重要发展方向。     

航行体近水面航行附加质量与阻尼的数值研究

航行体近水面航行时会引起周围流场中流体的惯性运动,动能会随波浪扩散而耗散,航行体近水面运动时固有周期和幅值衰减率受水的影响可以用附加质量和阻尼系数描述。运用计算流体力学软件STAR-CCM+开展航行体近水面自由横摇与纵摇衰减运动的数值仿真,根据不同初始角度条件下仿真得到的自由衰减时历曲线,分别计算横摇与纵摇的附加质量与阻尼系数,并结合实际运动情况,对不同初始角度条件下附加质量与阻尼系数的变化成因分别进行分析。