基于Arduino控制的海域滩涂植被修复机器人设计

海洋生态系统中,海域滩涂植被具有重要的生态功能以及经济价值。当前越来越多的人口涌入滨海地区,带来海岸带地区资源、环境、人口之间矛盾与压力,造成海洋大型底栖海藻失去了赖以生存的栖息环境,生境面积进一步萎缩,导致海洋低等植物在群落演替中逐步取代海洋高等植物。为了解决这一问题,通过研究滩涂松软沙土的开沟与覆土机构,搭配智能化多栖行走驱动装置及先进Arduino控制等技术,设计一款海域滩涂植被修复机器人,实现海域滩涂植被的高效修复。

海南岛南渡江河口动力沉积模式

河口是一个迅速变化的、动态的海岸巨系统。作为陆地河流和和海洋过程的重要链接,河口的动力沉积过程一直是陆海相互作用研究的核心和焦点内容。本文基于2011年8月在南渡江河口采集的大范围表层沉积物样品,利用经验正交函数分析技术(EOF)对河口的动力沉积特征进行研究。结果表明:南渡江河口海床表层沉积物主要以砂为主,沉积物总体偏粗;河口的动力沉积特征自陆向海可分为三种动力沉积模式:1波控模式,该模式主要分布在河口地区10 m以浅的近岸区域,呈与岸线平行的带状分布,其表层沉积物以粉砂质砂为主,分选较差;2径、潮流耦合作用下的沉积模式,在径流和潮流的共同控制作用下,沉积物主要表现为粒径较粗,该模式呈扇形分布,其中20 m以浅河口海床受控于径流和潮流的共同作用,20 m以深海床表现为潮流控制的沉积模式;3台风或风暴潮控制的沉积模式,即整个河口海床都表现出受控于台风或者风暴潮作用的沉积特征,沉积物主要是以粗砂为主。常态作用下,河口以径、潮流控制的沉积模式为主,波浪、径流和潮流以及潮流控制的沉积模式自陆向海的规律性分布体现出南渡江河口近岸以波浪作用为主,而离岸则受河口尤其是洪水作用形成的喷射流以及沿岸潮流的影响。此外,尽管南渡江河口在过去的成果中将其归纳为波控河口,但目前的研究发现:该河口区域沉积类型变化明显受控于不同的动力作用,河口形态以及琼州海峡的障蔽和"狭管效应"为河口沉积环境变化的主要控制因素。

基于TMD的半潜式风力机振动控制

针对某5 MW半潜式风力机的振动控制进行研究,以单纯形遗传算法(SCGA)分别对有无行程限制的调谐质量阻尼器(TMD)的固有频率、阻尼比进行参数优化,探讨经过优化参数后的TMD对风力机关键部位位移和载荷的影响。在SIMPACK软件中建立半潜式海上风力发电机组的多体动力学模型,在5种工况下对风力发电机进行动力学仿真分析。仿真结果表明,相较于有行程限制的TMD,施加行程限制后的TMD减振效果变差,但考虑到机舱空间的实际大小,TMD施加行程限制仍有一定的参考意义,且纵向减振效果优于横向减振效果。

长江口南北槽分流口洪季水沙变化过程研究

河口分流口的水沙变化过程是影响河口三角洲发育的核心环节,对下游河势的稳定起着关键性的作用。本文通过对北槽二、三期工程前后的南北槽分流口河段洪季大潮期间的同步水沙观测数据进行分析,以探讨长江口深水航道工程整治对分流口水沙过程的影响。结果表明:(1)北槽二期工程到三期工程后,分流口洪季以落潮优势流、优势沙为主的格局基本没有发生改变,但南槽优势流、优势沙出现略有变大,而北槽略有变小现象;(2)分流口洪季的水体输移主要受控于欧拉余流的变化,除北槽入口段水体净输移量一直较小外,其他河段在二、三期工程实施期间均有大幅提升,其中斯托克斯余流变化不大,拉格朗日余流与欧拉余流变化相一致,南槽呈波动状上升,北槽先增后减;(3)在二期到三期工程期间,北槽分流比明显减小,入口段落潮流速减小,含沙量较高,水体输移量降低,输沙强度减弱,由此导致二期工程以来北槽入口河段淤积强度加重。

长江口南北槽分流口动力地貌过程研究

分汊口的地貌演化格局对于三角洲建造和下游河槽的稳定具有重要作用.作为长江河口的第三级分汊口(南、北槽分流口),形成历史较短,但又经历了长江口最大的水利工程(北槽深水航道工程)的影响,故该分流口的变化是近年来长江河口研究的核心内容之一.本文基于近50 a的地形、流域入海水沙和南北槽落潮分水分沙比等数据,探讨了南北槽分流口的动力地貌变化过程.结果表明:(1)在1998年前,长江口南北槽分流口经历了由不稳定—相对稳定—动态平衡的阶段,其中分流口沙洲洲头出现下挫—上提—下挫、主泓线则经历分流口南侧—北侧—南侧的周期变化,河槽断面由U型发展为W型.(2)长江大洪水是导致分流口地貌格局出现变化的动力因素.在洪水发生的间歇期,分流口地貌则处于由不稳定向相对稳定发展的调整阶段.(3)1998年修建沙洲洲头潜堤工程后,沙洲洲头出现上提—下挫—上提的微弱变化,但总体上沙洲头向北偏移,这导致进入北槽的分水分沙比有所减小.(4)自2002年以来,沙洲洲头因分流口的淤积而缓慢上提,潜堤北侧北槽上段淤积加重,潜堤南侧尤其紧贴潜堤部位侵蚀加剧,南槽分水分沙增大,分流口落潮冲刷槽进一步向南槽发展.

长江河口近底层悬沙和沉积物的交换过程研究

大河河口的动力沉积过程一直是陆海相互作用研究的核心内容，其中水体泥沙的垂向交换是河口动力一沉积机制分析中的关键环节。基于2011年12月对长江河口及其邻近海湾采集的大范围、高密度的近底层悬沙、海床表层1～2cm（表层沉积物）和垂向向下约2～10cm的沉积物（次表层沉积物）同步3组303个样品，利用经验正交函数方法，对河口地区的悬沙和沉积物交换过程进行研究。结果表明：近底层水体悬沙的空间分布模式主要以粉砂粒级为主，空间分布差异性不大；表层及次表层沉积物的空间分布模式相似，但较近底层水体悬沙的分布复杂，存在明显的区域性特征，其中南汇边滩水域中部辐散区的沉积物表现为粗粉砂一细砂模式，其他区域由粉砂组分模式组成。近底层水体悬沙、表层和次表层沉积物的第一模态主要反映了粒径较细的泥沙运动，第二模态主要反映了粒径较粗的泥沙运动。在近底层水体悬沙与表层沉积物的垂向交换中，主要交换粒级为粉砂组分粒级。在表层沉积物与次表层沉积物的垂向交换中，南汇边滩中部辐散区的主要交换粒级为粗粉砂一细砂组分粒级，其他区域主要为粉砂组分粒级。

漂浮式风力机混合振动控制

针对漂浮式海上风力发电机结构振动过大的问题,以5 MW半潜式海上风力发电机为研究对象,搭建整机的多体动力学模型,并基于最小二乘法的系统辨识原理对风力机系统进行辨识,在此基础上设计基于H∞成型控制器的混合质量阻尼器(HMD)控制系统,最后对风力机模型在5种工况下进行仿真,仿真结果表明:相比于被动控制,该文所设计的混合控制系统对各评价指标的抑制效果更明显,同时,在H∞回路控制器的设计过程中,增益系数和反馈系数的选择对控制器鲁棒稳定裕度、控制力、评价指标的抑制率都会产生影响,因此在满足控制器设计要求的前提下,应对这些参数进行合理选择。

柱状漂浮式风力机结构振动控制

针对柱状漂浮式风力机的结构振动控制展开研究。首先为进行调谐质量阻尼器(TMD)参数的优化,对风力机模型进行简化,并对简化模型中的未知参数进行估计;随后,基于简化模型分别使用公式法和遗传算法对TMD参数进行优化,并通过比较塔顶前后位移的标准偏差确定最终的优化方法;最后,为评估TMD对风力机振动控制的影响,构建风力机的联合仿真模型,并在3种典型工况下进行仿真分析。仿真结果表明,所设计的TMD可以很好地降低漂浮式风力机的载荷以及位移,有效抑制塔顶振动加速度与系泊缆绳有效张力,同时可有效降低额定风速以上时电功率输出的标准偏差,使电功率输出更加稳定。

北部湾海湾岸线时空变化特征研究

人类活动对我国海湾生态环境的影响日趋严重,作为海湾变化的重要表征－海湾岸线自然成为陆海相互作用研究的主要内容之一.本文以西部大开发的前沿－北部湾海湾岸线为对象,利用Landsat系列影像反演1991、2005及2010年北部湾1595km的大陆岸线;选择1991～2010年间北部湾北部变化强烈的40个岸段,分析岸线的冲淤变化.结果表明：北部湾海湾曲折岸线的固有属性已发生改变,岸线平直化趋势明显;海湾岸线冲淤交互存在,相对遮蔽的岸段岸线积极向海推进,年淤积速率为23m/a,无防护地带的岸线以侵蚀为主,年平均侵蚀速率为24m/a;在不同类型的海湾岸线中,生物海岸与砂质海岸表现为向陆蚀退,年平均侵蚀14m/a,淤泥质海岸为向海淤积,年平均淤积速率为9m/a,基岩海湾岸线变化不大.

基于TMD的漂浮式风力机振动控制

针对漂浮式风力机的振动控制进行研究,探讨将调谐质量阻尼器(TMD)同时安装于风力机的机舱和平台中时对风力机关键部位位移和载荷的影响。首先,建立风力机的多体动力学模型,并对建模准确性进行验证。其次,根据拉格朗日方程搭建四自由度的动力学模型,利用Levenberg-Marquardt(LM)法对其中的未知参数进行估计。然后以塔顶纵向位移标准偏差最小为控制目标,采用人工鱼群算法同时对TMD的质量、阻尼以及刚度参数进行优化。最后,在5种工况下,分别对风力机模型进行仿真分析,仿真结果表明,在风浪同向和不同向情况下,TMD对塔顶前后位移、塔基前后弯矩、平台纵摇角均有明显的抑制效果。

高层建筑施工群塔作业防碰撞技术案例分析

在群塔作业布置时,除了考虑塔吊覆盖面积、周边建筑物影响、塔吊附着与拆卸、基础定位等因素外,还应考虑周边项目施工进度影响、附着高度、与外架搭设配合。本文对某住宅项目塔吊布置进行分析,通过研究塔吊三维空间防碰撞方法,并结合附着、施工进度配合等方面问题,综合论述了群塔作业时防碰撞注意要点,提出解决办法,为同类项目塔吊布置提供参考。

函数的图象与性质

函数的图象与性质是认识和把握函数的两个重要方面，也是高考考查的重点内容。图象可以从总体上直观地刻画函数的性质；函数的性质则从不同的角度刻画函数，既有总体的，也有局部的。因为涉及图象的问题比较综合，所以高考在这一部分内容的考查上有一定的难度。经过第一轮复习，学生基本掌握了基本初等函数的图象和性质，对涉及函数图象与性质的问题也积累了基本的解题思路和方法。因此，第二轮复习的重点应该把握好三个方面的内容（总目标）：一是使学生巩固函数的图象与性质的基本知识；