海洋环境观测浮标结构设计研究

浮标为应对海洋复杂环境下虚拟锚泊的柔性定位以及所搭载的多种传感、数据采集、通信等系统的运行要求,使其能够在复杂的海洋环境中完成作业任务。我们通过建立运动学和动力学模型,进行最优的结构设计,使其具备捕获多种环境能量转化为自身动力和能源的能力。

浮标系泊结构的参数优化匹配方法研究

针对浅海浮标系泊结构姿态控制问题,进行系统参数优化匹配计算方法研究。首先进行系泊结构力学分析,建立系统的力和力矩平衡方程,推导出系泊系统状态的描述方程;采用系泊系统起锚角和检测设备舱的倾斜角度为约束条件,取锚链型号和重物球质量作为设计变量,建立锚链的垂直高度相对误差最小为目标的系统参数优化匹配的数学模型;用最小二乘法求解非线性方程组,进行分层变量优化计算。所提出的系泊系统结构参数优化计算方法可为浮标系泊系统结构设计提供理论依据。

海洋大型导航浮标研究

本文根据海洋大型导航浮标的基本特点和我国第一座海洋大型导航浮标研制和运用情况,首先分析了大型导航浮标的运动特性和运动方程,提出摇摆惯性力和升沉惯性力计算分析方法。用全链悬链线方程分析浮标的锚泊系统和单点系泊浮标系统锚链计算方法。其次分析了全天候抗冰浮标的结构型式以及海冰对浮标的作用力,重点分析大面积冰排和漂流冰对浮标的作用力。最后给出TJ-1号海洋大型导航浮标的主尺度、性能参数、导航设备和使用情况。

高稳性浮标体室内模型设计

浮标是实现海洋环境监测的一种重要手段,圆盘形浮标是最为通用的随波浮标载体形式之一,其主要功能是通过浮标搭载的各类型传感器对海洋环境中各参数进行现场测量,正是因为圆盘形浮标的随波以及在中高海况下的稳性,导致在测量风、流等动量参数时误差较大,基于此类因素的考虑,提出一种新型的浮标体结构形式,并进行缩尺制作模型,开展室内水动力试验,以期能够对高稳性浮标的研发提供一定的参考。