我国海洋资料浮标技术的发展

海洋资料浮标是海洋环境监测灾害预报的主要手段之一,在开发利用海洋,保护海洋环境方面发挥着重要作用。本文简介了我国海洋资料浮标的发展历程及现状,提出了海洋资料浮标技术研究与发展的建议。     

价值工程与海洋资料浮标

价值工程是以最低总成本实现产品的必要功能的现代管理方法，将ＶＥ原理应用于海洋资料浮标设计，是浮标技术发展的必由之路，本文介绍了美国两种ＶＥ浮标的现状，以供借鉴，我国发展ＶＥ浮标的条件已经成熟，但是任重道远。     

铱星数据通信在海洋资料浮标上的应用

针对大型海洋资料浮标大数据量传输的要求,在浮标上采用铱星电话数据通信系统传输实时水文气象数据。该系统采用PHILIPS单片机控制,通过铱星电话实时将数据传输到岸站固定电话,并通过计算机存储和打印。系统运行结果表明,该数据通信系统可靠性高,通讯费用低,数据接收率达到99%。     

数据压缩技术在海洋资料浮标通信系统中的应用

为减少海洋资料浮标通信系统数据传输的时间和费用,本文针对传输数据类型,采用位拼接、LZW和改进的LZW算法结合的方法对数据进行实时无损压缩。该压缩技术平均压缩率在40%以下,降低了浮标通信所需时间。实际应用证明,该技术提高了数据压缩效率,缩减了通信成本,保证了系统的可靠性。     

北斗二代卫星导航系统在海洋资料浮标监控与管理中的应用

为有效地实现大规模、多类型海洋资料浮标的运行监控与管理,依托北斗二代卫星导航系统的定位和短信通信功能,分别实现浮标位置定位和数据传送,将北斗定位与GPS定位相结合以弥补位置数据丢失、错误等问题。通过数据分包技术克服北斗通讯数据长度的限制,并设计了数据包缓冲接收和数据包动态拼接的方法,有效地实现大规模的浮标数据接收处理。实验结果表明,该方式定位精度高、通讯稳定性好、数据接收率高,能有效满足海洋资料浮标用户对于浮标的管理需求。     

海洋资料浮标波能供电装置数值模拟研究

海洋资料浮标的电源补给问题是亟待解决的关键技术之一。本文以浮标现有技术参数为基础,通过数值模拟研究以浮标标体作为能量吸收系统,传统齿轮齿条形式作为能量输出系统,永磁发电机配合滤波整流稳压模块作为电力输出系统的海洋资料浮标波浪能供电装置的可行性。计算结果表明,不考虑各阻尼,浮标体在波浪作用下可满足高转速、低扭矩的500 W三相交流永磁同步发电机的装机容量,同时理论计算发电机的输出电压可达到海洋资料浮标蓄电池14 V的充电要求。     

山东沿海海洋监测浮标网的构建

针对山东沿海独特的地理位置,构建了浮标监测网,按照远海、近海、近岸三个层次,分布在山东沿海从近岸到60海里的范围内,主要测量气象要素、水文要素以及水质生态等参数。设计的浮标监测网布局合理,能够有效的监测海洋污染、赤潮和水质情况,监视风暴潮和台风的发展和走向趋势。     

频域内海洋资料浮标垂荡运动特性研究

随波性作为海洋资料浮标的重要设计参数,影响着波浪参数的测量准确度。本文应用三维势流理论计算了圆盘浮标体的附加质量、兴波阻尼系数等水动力系数以及波浪激励力,基于单自由度运动方程研究了自由浮标的垂荡响应。考虑锚链垂向弹性回复刚度系数对浮标垂荡的影响,研究了两种类型系泊浮标在波浪中的垂荡运动响应。研究发现,直径3 m浮标较直径10 m浮标具有更好的随波性,且锚链对3 m浮标的垂荡运动的影响较10 m浮标更为显著。研究结果对波浪传感器的参数修正具有重要意义。     

大型海洋资料浮标波浪能供电装置数值模拟研究

本文以10 m大型海洋资料浮标为研究对象,分析了可适应其结构特点的波浪能供电机构。通过数值模拟计算了10 m浮标体的垂荡波浪力以及横摇角度,同时计算了波浪能转换为电能的输出功率,输出功率满足海洋资料浮标蓄电池的充电电压。最后提出了适用于此类海洋资料浮标的结构设计方案以及系统集成方案。该研究为今后海洋资料浮标波浪能供电装置的研发提供了思路。     

海洋漂流浮标追踪的可视化

利用欧拉修正法和局部拟合的双线性插值,对在海洋调查和探测技术中运用广泛的海洋漂流浮标的流动进行了追踪,并实现了浮标追踪的动态显示.     

频域内海洋资料浮标水动力特性的仿真研究

为研究海洋资料浮标的水动力特性,建立了频域内的运动微分方程,并基于势流理论,仿真了浮标模型在波浪中的运动,与模型水池试验结果进行比较,发现在共振区域内仿真结果的误差较大。为提高仿真精度,利用模型的横摇衰减试验,获得了浮标模型的阻尼系数,并对仿真模型的阻尼矩阵进行修正。修正后的仿真结果与试验结果对比,仿真精度大为提高,平均误差不超过3%,满足工程应用的要求。     

海洋工程技术进展与对发展我国海洋经济的思考

海洋经济的发展离不开海洋工程技术的发展，回顾海洋工程技术的发展状况，思考我国海洋经济发展的情况及需要，以引起讨论，对明确海洋工程科技工作与教育工作面临的任务将有所裨益。     

海洋资料浮标锚泊系统的系泊力计算

为了准确预报海洋资料浮标的受力及运动情况,建立了浮标锚泊系统的运动方程,提出了在海洋环境中作用在浮标及锚系上的各种外载荷的计算方法,得到了浮标的运动方程以及锚系的受力表达式。在计算锚泊系统的外载荷时,考虑了作用在锚系上的海流载荷以及由波浪载荷引起的波频运动对锚系的影响。通过算例在时域内对浮标锚泊系统的运动和张力进行了数值模拟计算,结果表明,该方法满足海洋工程中对浮标系统运动和受力分析的精度要求。     

区块链技术在跨部门海洋数据共享中的应用

基于中心化系统的传统数据共享方式面临着数据易被篡改和违规拷贝利用的安全性风险,而且维护成本高昂。为了实现海洋数据安全可靠的跨部门共享,介绍了国内外海洋数据共享领域的发展现状,分析了中国存在海洋"数据孤岛"问题,提出了利用区块链技术解决该问题的基本思路,阐述了利用区块链的关键技术,并以支援船观测数据共享为应用背景,设计了区块链跨部门海洋数据共享平台架构与数据共享平台模型,并阐述了基于超级账本(hyperledger)联盟链技术的海洋数据共享平台实现方式和平台运行流程。