水下超声速气体射流的力学机制研究

介绍了对水下超声速气体射流的力学机制的实验研究. 在自行设计研制的实验系统里, 高压空气通过缩放喷嘴(拉伐尔)喷入一个3维水槽中. 射流在不同的工况下运行, 即过膨胀、适配和欠膨胀状态. 用一台CCD摄像机, 对射流流场进行了可视化. 实验发现, 超声速气体射流在水中的喷射, 总是伴随着很强的流体振荡, 而这种振荡与射流气相介质中的激波反馈现象有关. 对射流压力场进行了详细的测量, 证实了气相介质中的激波反馈现象. 但是, 这里讲的激波反馈不同于超声速气体射流在开放大气空间中释放时的声学反馈(声学反馈引起尖锐刺耳的声调). 它是这样一个过程：封闭在射流气袋中的激波引起射流内部的大幅度的、周期性的压力脉动; 然后, 压力脉动引起射流振荡, 包括大幅度气体膨胀现象的出现. 为了验证这种激波反馈现象, 我们对流场进行了详细的压力测量. 设计了三种压力测量装置, 即浸没在水中的压力探头; 在喷管装置侧壁上的压力测量; 在喷管装置前壁上的压力测量. 实现了对喷嘴下游、喷嘴附近以及喷嘴上游的压力测量, 而且各压力测量结果体现了很好的一致性. 研究表明, 射流的每一次振荡, 都引起一次压力的突然增加, 激波反馈的平均频率为5~10 Hz.     

基于旋转电弧传感器的水下焊缝偏差识别算法

提出了基于旋转电弧传感器的Nu-SVR水下焊缝偏差识别算法.Nu-SVR通过对基于旋转电弧传感器采集到的不同偏差的水下焊接信号进行学习,然后对水下电流信号进行焊缝偏差识别得出偏差.相对于传统的回归算法--区间积分法和神经网络法,算法具有更好的识别能力.最后通过水下焊接实验,其最大的识别误差仅为0.554 mm,证明了该方法十分有效.     

回转状态下导管螺旋桨水动力特性的数值模拟

采用滑移网格技术和计算流体力学方法,在导管螺旋桨所在的流域内求解其N-S方程,以此模拟在作回转运动的水下机器人流场作用下导管螺旋桨的推力特性,观察螺旋桨在这一环境下的水动力现象.计算结果表明:当来流从尾部流向机器人时,对于尾导管螺旋桨,有机器人影响时其推力系数比无机器人时要小,对处于机器人舷侧的螺旋桨,有机器人时其推力系数比无机器人时要大;当来流从首部流向机器人时其情形刚好相反;而当机器人轴线与流向大致垂直时,有无机器人对螺旋桨推力系数的影响不大.     

基于水下图像增强算法的研究

由于水下图像成像条件复杂、质量较差,给实际操作和科研带来了很大的难题。图像增强方法可以针对水下图象的特点改善其质量。直方图法可以增大图像的灰度变化范围,丰富灰度层次,改善视觉感知效果,达到图象增强的目的;同态滤波法可以有效的消除图像的照明不均,增强暗区的图像细节;通过实验验证,选用的方法能够有效地减轻图像细节的模糊,轮廓更清楚,对实际水下图像进行处理,增强效果明显。     

《保护水下文化遗产公约》之憾——所有权制度缺位

水下文化遗产是人类历史进程的一个重要缩影,反映了特定历史时期人类的生活生产状况,具有极高的历史、文化、艺术价值和科研价值。正因如此,其面临被破坏的威胁也与日俱增,这当然地引起了国际社会的广泛关注,《保护水下文化遗产公约》便应运而生。该公约对如何保护水下文化遗产提供了许多可具操作性的原则、措施,但不无遗憾的是,公约对水下文化遗产的所有权制度却避而不谈。本文旨在对公约中水下文化遗产的所有权制度缺位尴尬进行剖析,并结合我国国内法的有关规定对公约适度的修正给予些许建议。     

水下电弧放电法制备NiCl_2-石墨插层化合物的研究

首次提出采用水下电弧放电法一步合成氯化镍石墨插层化合物(NiCl2-GICs)。合成插层化合物所用的母材为光谱纯石墨棒,插层剂为NiCl2。运用X射线衍射(XRD)分析和表征了6阶NiCl2-GICs的结构。通过X光电子散射(XPS)对NiCl2-GICs的研究发现其结合能发生了变化,表明在NiCl2和石墨中存在着电子的授受行为,并且Cl原子和C原子之间存在一定的键合作用。据此可以推测,NiCl2-GICs中与碳原子层最靠近的插层原子为Cl原子。研究结果表明,对NiCl2-GICs来说,这是一种简单可控的合成方法。     

桩基础水下混凝土灌注施工工艺与质量控制

针对桩基础水下混凝土灌注,详细阐述各个施工环节的技术控制要点;并对混凝土灌注过程中出现的常见问题进行分析,提出具体的预防措施与处理办法。基于成桩后出现的质量缺陷,提出了补强的方法。结合桩身水下混凝土灌注的施工体会,谈几点桩基础质量检验及控制方法。     

基于协议同步水下传感器网络目标协同定位算法

为了解决水下目标的定位问题,讨论了一种基于水下传感器阵列网络的目标协同定位算法。该算法在实现水下节点同步的基础上,通过建立目标位置与距离差测量值的统计模型后依据最大似然准则完成目标定位。定位算法的实现采用分布-集中相结合的处理方法,在提高定位精度的同时大大节省了水下节点通信能耗。通过仿真实验验证了算法的有效性和可行性,实验结果表明该方法具有较好的同步及目标定位精度。

Abstract：

A collaborative target location algorithm for underwater acoustic sensor networks （UASN） was proposed. The algorithm was achieved based on time synchronization for high transmitting delay for UASN. Target location was estimated by maximum-likelihood methods based on proposed statistical model which was established by the relation between target position and measured range difference. The proposed algorithm adopts the distributed-centralized computation methods,which degrade the transmitting energy comparing with traditional centralized methods. The result of simulation shows the application validity and the more location performance of the algorithm.     

基于音色属性辨识声目标的主观评价实验研究

设计了目标辨识、语义细分和自适应分组成对比较等三组主观评价实验, 研究不同音色属性对辨识声目标的作用. 首先对50个水下声样本进行等响度、等时长预处理, 完成了三种目标类型的主观辨识实验. 然后完成基于语义细分法和自适应分组成对法的目标辨识实验, 利用相关分析和聚类分析手段对评价数据进行处理, 获得人耳听觉系统在自然音色和本质音色空间下辨识目标类型的结果. 研究结果有助于掌握和理解人类听觉系统听音辨物过程中音色属性的作用, 对音色属性建模及特征提取也有益处.     

机器人向海底火山进军

你见过水火完全交融的奇特景象吗？那得到大海深处去观察。大海深处并不总是风平浪静,在海水巨大压力的“压迫”下。海底火山往往比陆地上的火山更加活跃。但是,迄今为止,没有人真正看到过深海火山爆发的场景。最近,美国的一个水下机器人拍摄到海底火山爆发时的场景,让我们也能有幸通过画面看到水火完全交融的壮观景象。