海参捕捞机器人运动控制系统的仿真研究

随着水下机器人技术的发展,海参捕捞机器人将逐渐取代费时费力的人工捕捞作业。但是海参捕捞机器人的运动控制精度一直影响其运动稳定性和捕捞效率,一方面是由于海底的作业环境恶劣多变,机器人的结构功能复杂;另一方面是随着海参的累积,机器人的参数发生改变,原有控制模型的控制精度下降。为提高海参捕捞机器人的运动控制精度,在综合考虑机器人各种载荷的基础上,还考虑了海参对机器人造成的干扰,建立更加全面的机器人动力学模型;并运用模型预测控制理论和非线性干扰观测器对机器人的运动过程进行模拟分析。通过分别模拟机器人的定深下潜、运动姿态保持、路径跟踪和载重上升运动过程,定量分析机器人的运动控制精度,最后构建一个系统全面且精度较高的海参捕捞机器人运动控制系统。

冷阴极微波电子枪初步研究

基于场发射的冷阴极微波电子枪兼具光阴极微波电子枪和热阴极微波电子枪的优点,可望提供低发射度、低能散以及较高流强的电子束,应用于自由电子激光等领域。介绍了这种电子枪的特点,以及在中国工程物理研究院应用电子学研究所的研究进展。场发射通常要求非常高的电场强度,通过对金刚石薄膜进行掺杂,可以降低其有效功函数,从而在相对低的场强下获得足够高的发射电流。结合场发射的特点,从腔型、反轰、加速效率以及束流孔径等方面对冷阴极微波电子枪进行了设计,并给出了初步的设计结果。利用粒子模拟程序对该电子枪的场发射情况进行了模拟,结果表明有望获得发射度很低的电子束团。

海参捕捞机器人吸捕机构设计

随着海参捕捞机器人在海参捕捞领域的应用,作业危险系数极高的人工捕捞被逐渐替代,海参的捕捞成本也有所降低。但目前的海参捕捞机器人仍然存在捕捞效率低、对参体损伤大等技术难题。海参捕捞机器人的吸捕机构是实现海参捕捞和输送的关键机构,其工作原理和结构设计对于海参的捕捞效率和损伤率有非常重要的影响。因此,文中以海参捕捞机器人的吸捕机构作为研究对象,运用文丘里原理设计一种双推进器驱动的吸捕机构。首先,对吸捕机构的管路直径和入口流速进行计算;再运用有限元仿真方法对其内部流场进行模拟计算,分析不同推进器转速所提供的吸捕机构进出口压力差和速度差;最后,通过实验测试所设计吸捕机构的吸捕效果。测试结果表明,文中研究工作对于提高海参捕捞机器人吸捕效率和降低吸捕机构对参体的损伤具有重要的参考价值。

北沙参药材的薄层色谱指纹图谱研究

目的:建立北沙参的薄层色谱指纹图谱,用于对北沙参药材进行真伪鉴别及质量控制。方法:以法卡林二醇、东莨菪素、伞形花内酯、异欧前胡素为对照品,采用薄层色谱法对10批不同采集地的北沙参商品药材及3批山东莱阳北沙参药材进行定性鉴别。采用双波长扫描法,以260 nm为参比波长,300 nm为检测波长,荧光模式进行扫描,得出北沙参的薄层扫描轮廓图。结果:由轮廓扫描图发现13批北沙参药材有8个主要峰,其中4个为法卡林二醇、东莨菪素、伞形花内酯、异欧前胡素,并且山东莱阳产北沙参中4个化合物的含量均高于其他10批商品药材。结论:该方法稳定、简便可行,可用于北沙参的真伪鉴别及质量控制。

CAEP太赫兹自由电子激光首次饱和出光

中国工程物理研究院基于超导射频直线加速器的谐振腔型太赫兹自由电子激光(CTFEL)于2017年8月29日16时首次饱和出光,并稳定运行,中心频率2.56THz,谱宽1.9%,宏脉冲平均功率大于5.7 W。

太赫兹自由电子激光的受激饱和实验

中国工程物理研究院基于半导体光阴极高压直流电子枪和超导直线加速器的高平均功率太赫兹自由电子激光达到了受激饱和,并实现了太赫兹光输出频率可调.在1.99,2.41和2.92 THz三个频率点上进行测试,测得太赫兹宏脉冲内平均功率大于10 W,最高达17.9 W.本文介绍了太赫兹自由电子激光装置的主要组成部分及受激饱和实验的结果.

中国工程物理研究院FEL-THz束线从头至尾模拟设计(英文)

中国工程物理研究院正在开展自由电子激光太赫兹源(FEL-THz)的研究。介绍了中物院FEL-THz束线的设计,通过PARMELA和TRANSPORT等程序优化了束线参数,并通过IMPACT-T和ELEGANT程序核对了模拟结果。优化结果表明,电子束在摇摆器入口处能量7～8MeV、平均电流5mA、横向归一化发射度小于10mm·mrad,满足设计要求。

MORPAS系统证据权法在中大比例尺成矿预测中的应用

证据权法在大范围中小比例尺成矿预测中的应用效果良好,但对于工作程度较低的小范围中大比例尺预测工作则鲜有涉及。以阿拉善某一研究程度较低的小范围中大比例尺地区为研究对象,在地质调查的基础上,结合该区空间位置统计分析结果,选择了符合条件的证据图层,按80 m×40 m北东向网格单元将各证据图层属性进行链接,基于MORPAS系统中的证据权模型,定量分析了各证据层与Cu高值点分布的相关性,并通过图形方式直观表达了找矿有利地段的空间分布特征。经过验证,研究区两条探槽都见到了矿体,说明该方法在研究程度较低的小范围中大比例尺成矿预测中具有可行性。

基于多时相遥感数据的吉林盐碱区土地覆被信息提取方法对比——以镇赉为例

利用多时相的遥感数据制作的多维分类特征数据集,可以充分挖掘遥感影像中的植被信息提高地表覆被信息的分类精度。以世界三大盐碱土分布区之一的吉林省镇赉县为例,利用多时相Landsat8遥感数据制作的多维分类特征数据集,通过不同的分类方法提取了实验区11类地表覆被信息,并进行精度对比分析。结果表明:1支持向量机(SVM)法对苏打盐碱化土壤特殊生态环境的地表覆被信息提取具有较好的分类效果,总体分类精度87.77%,Kappa系数0.864 9;其中盐碱地的分类效果较好,生产精度达到98.34%。2不同方案分类精度从高到低依次为:支持向量机、最大似然分类、神经网络、最小距离、光谱角法。3镇赉县的土地利用类型以旱地、水田、盐碱地为主,镇赉西部以旱地为主要,中部地区盐碱地、碱泡、旱地交错分布,东部以水田为主。

基于空间变异理论的地表覆被时空变化监测方法

本研究将吉林西部作为研究区域,基于空间统计分析方法,以R语言为平台,编写了逐像元计算的变异分析算法,将变程作为分析变量并以影像数据形式输出,得出地表覆被时序变化的区域性特点:1)本研究区地表覆被的时序变化具有明显的区域性。镇赉县(研究区北部)地表覆被的变程(13~14.5个旬值,195~220 d)明显低于通榆县(研究区南部)的地表覆被变程(15~16个旬值,225~240 d);2)时序变化因地表植被覆盖度的不同而发生改变。镇赉县的地表覆被生长变化更有规律,通榆县的地表覆被生长变化状况相对复杂,波动振幅较大;3)湿地这类特殊的地表植被类型在变异分析中具有特殊的变程。湿地是小变程数值(小于12个旬值,180 d)集中分布的区域,值域范围与周围其他不同植被覆盖度的变程有明显区分。本研究用半方差函数提取了地表植被的物候信息,分析了地表覆盖的时空分布特点,希望能为基于时间序列数据的遥感分类解译研究提供新的分析方法和研究思路。

中药白芍的研究进展

白芍为毛茛科植物芍药干燥根、别名金芍药（诗经）、没骨花（胡本草）、离草（韩诗内传），为多年生草本植物，生于山坡草地和灌木丛中，性苦酸、微寒，归肝脾经，有益血敛阴、柔肝止痛、平抑肝阳的功效。近年来，国内外学者对白芍进行了较为全面的研究，表明白芍有较好的市场潜力和应用前景，作者对白芍近来的研究进行了全面综述，为白芍进一步研究提供了依据。

水下储气装置的水动力学特性分析

在复杂的海洋环境中,由于受到海流的影响,水下储气装置会发生疲劳破坏。针对这一问题,采用模型实验与数值模拟相结合的方法对水下储气装置的水动力学特性进行了研究。首先,选取气球状储气装置作为研究对象,依据相似原理设计了储气装置的缩尺模型,并对其进行了水动力学实验;然后,采用大涡模拟(LES)方法对储气装置进行了数值模拟,分析了其流场结构及受力特性;最后,通过对比数值模拟结果与实验结果,对数值模拟结果的可靠性进行了验证。研究结果表明:气球状储气装置的涡结构复杂、旋涡尺度丰富,并且装置后方存在明显的卡门涡街,0.4 m/s流速下平均阻力系数和升力系数分别稳定在0.09和0.04。该结果描述了气球状水下储气装置在复杂海洋环境中的水动力学特性,可以为储气装置的优化设计提供一定的理论依据。

基于高分一号影像的半干旱地区土地利用信息提取方法对比分析:以建平为例

为验证遥感技术在国产高分卫星土地利用信息提取方面的应用效果,本文分别运用阈值法、波谱间关系法、NDVI对示范区的单个地类信息进行提取试验,运用非监督分类法、面向对象法进行全要素信息的提取,并对提取结果进行精度验证。试验表明,在单个地类信息的提取方面,3种方法有各自的提取优势以及对应的地类信息;在全要素信息提取方面,非监督分类法和面向对象法在各个地类信息的提取精度上有差异。

地层剥蚀量恢复方法浅述

剥蚀厚度恢复是盆地定量分析和油气资源定量评价的基本问题之一,也是压实恢复的基本前提,是进行古地貌恢复的重要环节。本文介绍了目前地层剥蚀量恢复的主要方法及各自的基本原理和优缺点,并根据它们各自的特点分成了5类,对初涉及该领域的人员有一定的指导意义。

齿条对桁架腿水动力特性影响的试验研究

齿轮齿条系统是自升式海洋平台最常用的升降系统,关于齿条结构对桁架式桩腿水动力特性影响的研究相对较少。为此,采用模型试验的方法,以桁架式桩腿作为研究对象,分别进行光滑模型和带齿模型的水动力试验。基于ABAQUS有限元软件进行复杂桁架式结构波流载荷的理论计算,运用瞬时值法、最小二乘法和试凑法推求出试验条件下的水动力系数,从载荷和水动力系数两方面分析齿条结构对桁架腿水动力特性的影响。研究结果表明,齿条结构的存在使得桁架腿的波流载荷和水动力系数有不同程度的增大。因此,在平台设计过程中齿条结构对桁架腿水动力特性的影响不可忽略。所得结论可为自升式海洋平台波流载荷的计算提供数据支持。

海参捕捞机器人关键部件设计与水动力学分析

人工捕捞海参不仅劳动强度大,而且作业危险系数极高,高昂的捕捞成本导致海参的市场推广范围较小。采用水下机器人代替人工进行海参捕捞作业已成为研究热点,但受限于海参捕捞效率低、参体损伤大、机器人运动控制精度要求高等因素,目前市场上还没有成熟的海参捕捞机器人。基于此,文中设计一种以海参为主要捕捞对象的履带式水下机器人,根据海参捕捞作业的要求,通过理论计算和数值模拟方法详细设计机器人的吸捕机构、耐压控制舱、推进系统三大关键部件。然后,通过分析与流体的相互作用,创建简化后的机器人有限元模型,对其在流场内水平直航和水平斜航时的水动力学性能进行分析。文中研究工作对机器人的样机制作和成熟推广具有重要的参考价值。

网衣清洗空化射流喷嘴仿真试验

空化射流作为新型水射流技术,具有能量密度高、冲击力强等特点,在网箱清洗装置上具有良好的应用前景。为探究空化射流的形成机理与冲蚀性能,为其在网箱清洗装置上的设计应用提供依据,参考现有商业化清洗机器人工作参数,选取压力15 MPa,流量27 L/min设计剪切型空化喷嘴,通过Fluent软件的Mixture多相流模型研究喷嘴内部流场与空化性能,采用水槽试验测试淹没环境下空化射流的冲蚀性能以及工作靶距。结果显示,数值仿真得到的喷嘴出口处的速度与理论计算结果非常吻合,差异小于0.5%;剪切型空化喷嘴的空化泡形成在喷嘴的扩散段并在射流中发展及溃灭,由于空化射流冲击力是高速射流和空化泡综合作用的结果,淹没射流试验中空化射流的冲蚀性能随靶距的增加先增加后降低,且射流倾斜冲击靶件表面时的冲蚀性能显著高于垂直冲击时的冲蚀性能。相比于高压射流,空化射流具有更强的冲击力,更适合应用于网衣清洗,其存在最佳工作靶距使射流的冲蚀性能达到能佳。

油田建设地面工程管线施工要点分析

针对油田建设地面工程管线施工的要点问题,本次研究结合我国油田建设地面工程管线施工的开展现状,首先对管线施工的基本特点进行分析,在此基础上,对施工过程中的要点问题进行深入研究,为推动我国油田建设地面工程管线施工技术的进一步发展奠定基础。研究表明:在进行油田建设的过程中,地面工程十分关键,其中,管线施工属于地面工程建设的重要组成部分,其主要具有施工规模大、技术含量高以及协调问题多等特点,因此,施工过程中需要做好图纸审查、沟槽开挖、管道安装、闭水实验以及后续工作等五方面的要点内容,进而使得施工质量可以得到全面提升。

15CrMo钢管道的焊接

在神华榆林某大型石化项目的建设中,大量采用了15Cr Mo钢管,本文重点对15CrMo钢管焊接的主要工序进行了较为详细的介绍。