深海海底反射区声场的相干结构及其有源声呐估距

有源声呐在探测深海海底反射区的目标时,由于声线大掠射角弯曲且声速沿声线传播路径不断变化,造成了常规估距方法产生较大的误差。有效声速法是减小常规估距方法误差的有效途径,但由于需要预先计算空间每一位置点的"声线时延有效声速"对,复杂度高,实时性差。针对有效声速法的实时性问题,本文基于深海海底反射区声场的相干结构,提出一种改进的有效声速估距方法.首先指出深海声场能量沿声源出射角强弱相间变化及其引起的海底反射区离散声呐可探测区现象,并利用深海近水面声源的声线干涉效应解释了该现象的物理机理,建立了声呐可探测区与高能量声线的量化关系。在此基础上,计算声呐可探测区边界位置的"声线时延-有效声速"对,并线性拟合出可探测区所有位置点对应的值。经仿真验证,该方法与传统的有效声速法均可实现对常规估距方法估距误差的有效校正。虽然该方法估距精度较传统的有效声速法略有增大,但计算复杂度和计算时间显著减小,实时性好,具有良好的工程应用前景。      

全局矩阵耦合简正波方法与现有模型的比较

水平变化波导中的全局矩阵耦合简正波方法具有数值稳定、计算精度高、计算效率高、适用范围广等优点。骆文于等人开发了全局矩阵耦合简正波模型DGMCM (Luo et al, "A numerically stable coupled-mode formulation for acoustic propagation in range-dependent waveguides," Sci.China-Phys.Mech.Astron.55,572(2012))。与现有耦合简正波模型COUPLE相比,DGMCM模型主要有如下改进:无条件稳定;适用范围更广;计算效率更高。DGMCM模型具有与COUPLE模型同等的计算精度,均能提供声场的完全双向解,两者在计算精度方面均优于基于抛物方程理论的单向声传播模型RAM。本文从理论上分析DGMCM模型与现有模型COUPLE和RAM的差异,并利用数值算例加以验证。      

西南印度洋超慢速扩张脊海底热液硫化物中金银矿物的富集特征及富集机制研究

通过电感耦合等离子体光谱仪(ICP-AES)以及扫描电镜等手段对超慢速扩张的西南印度洋中脊热液区的3个硫化物样品的金银含量及其赋存状态进行了研究。通过ICP-AES测定金银含量,结果发现3个样品均有Au和Ag富集的现象。通过能谱-扫描电镜联用(SEM/EDS),在三个样品中发现了大量的金银矿物。其中S27-4中,主要以不规则粒状的银金矿和自然金的形式赋存于硫化物中或者晶粒之间,而S35-22中,则发现了大量的银矿物和部分银金矿。能谱分析表明银矿物中常伴随有一定量的卤族元素,推测以卤化银的形式存在,银金矿除了以粒间金赋存还可以呈乳滴状被吸附在黄铁矿表面或者晶棱上,推测与黄铁矿表面缺陷有关。S35-17样品中银金矿是唯一被发现的矿物相,以包体金、吸附金和间隙金形式赋存。由于不同样品中,银金矿的摩尔比有所不同,指示形成环境有所不同。研究结果表明,S27-4的成矿流体中,Ag主要以AgCl-₂络合物迁移,Au经历了以AuCl-₂络合物到AuHS0络合物为主的转变,指示了其温度从中高温到中低温的变化过程,说明了传导冷却在这个变化过程中有重要作用。S35-22中金银矿物的形成也具有类似的富集机制,但S35-22中卤化银的形成显示了早期高温高氯度的流体环境。而黑烟囱样品S35-17中银金矿的形成则与热液流体与海水的混合作用有密切关系。     

小直径单芯液晶聚合物挤塑光缆抗张强度的影响因素分析

从理论上分析了0.5 mm以下小直径单芯液晶聚合物（LCP）光缆在成型过程中,影响光缆抗张强度的主要因素,这些因素主要包括熔融液晶聚合物的温度特性、模芯和模套的结构参数、模芯与模套之间的距离以及光纤的放线张力及其牵引速度等,介绍了各影响因素与光缆抗张强度之间的相互关系,深入分析了光缆加强层厚度与其抗张强度系数之间的相互关系。实验结果证明:小直径液晶聚合物抗张强度与其加强厚度并不存在理想的线性关系,且在一定直径范围内,小直径液晶聚合物光缆具有相同数值的最大抗张强度。     

利用传播损失反演海底单参数

根据地声反演复杂性随着待反演参数的个数减少不断降低的原理,提出一种利用传播损失反演海底单个参数的方法。通过对海底声阻抗的推导,利用声速、密度和衰减系数拟合出海底反射损失对掠射角的斜率F。基于简正波理论推导了用F描述声场的公式,并据此设计出对传播损失数据进行最小二乘法处理的反演方法。得益于将待反演参数减少至一个,该方法只需单个水听器,避免了复杂测量及多维寻优。对东海实验数据进行了实际反演,并介绍了利用反演结果F进行传播损失预报和海底性质估计的步骤。所获结果与多参数混合反演方法及实测真值进行比较,其一致性验证了方法的有效性。      

Engineering measures for preventing upheaval buckling of buried submarine pipelines

In-service hydrocarbons must be transported at high temperature and high pressure to ease the flow and to prevent the solidification of the wax fraction.The high temperature and high pressure will induce the additional stress in the pipeline,which results in the upheaval buckling of the pipeline.If such expansion is resisted,e.g.,by the frictional effects of the foundation soil over a kilometer or of a pipeline,the compressive axial stress will be set up in the pipe-wall.When the stress exceeds the constraint of the foundation soil on the pipeline,suddenly-deforming will occur to release the internal stress,similar to the sudden deformation of the strut due to stability problems.The upheaval buckling may jeopardize the structural integrity of the pipeline.Therefore,effective engineering measures against this phenomenon play an important role in the submarine pipeline design.In terms of the pipeline installation and protection measures commonly used in Bohai Gulf,three engineering measures are investigated in great details.An analytical method is introduced and developed to consider the protection effect of the anti-upheaval buckling of the pipeline.The analysis results show that the amplitude of the initial imperfection has a great effect on the pipeline thermal upheaval buckling.Both trenching and burial and discrete dumping are effective techniques in preventing the pipeline from buckling.The initial imperfection and operation conditions of the pipelines determine the covered depth and the number of layers of the protection measures.     

基于拖曳倾斜线列阵的海底反射损失提取方法

在浅海环境中,海底声学参数对水下声场的精确预报十分重要.现有的海底声学参数反演方法大多数是采用固定垂直阵进行的,其缺点是不能实施大面积、高分辨的走航式反演.在已提出的垂直阵海底反射损失反演方法的基础上,研究了基于三种线列阵阵形的海底反射损失提取方法及其特点,提出了基于拖曳倾斜线列阵与三个声源组合的走航式海底参数快速获取方法,并对该方法进行了误差分析.研究结果表明：覆盖同样的掠射角范围,垂直线列阵需与多个距离的声源组合,拖曳水平线列阵只需一个声源组合但需要采用较大的物理孔径,拖曳倾斜线列阵综合了垂直阵和水平 关键词： 水下声场预报 海底声学参数 海底反射损失 拖曳倾斜线列阵     

碳水化合物超导体

<正>日本冈山大学(Okayama University)的三桥亮司(Ryoji Mitsuhashi音译)和同事熔化平面结构分子二萘品苯(picene)后掺入钾、铷离子,使其在18K(约?255℃)时出现超导性质。这是迄今为止,首次发现的碳水化合物超导体。有趣的是,二萘品苯的同分异构体--同样由5个     

日本光纤光缆产业技术创新及其启示

在回顾日本光纤光缆产业技术创新过程的基础上,对比中国光纤光缆产业的发展过程,并分别总结为"顺向"和"逆向"过程。最后,论文分析了导致不同过程的原因。     

低频大孔径线列阵声纳在海底反射区的测向性能分析*

与深海直达声探测、会聚区探测不同,在海底反射声探测模式下,低频大孔径线列阵声纳采用常规阵列信号处理方法,会产生测向误差增大和方位分裂等测向性能下降现象。目前,关于海底反射声探测模式下测向性能下降程度的预报、测向性能下降现象出现的区域位置预报等方面尚缺乏研究。本文针对该问题,提出一套海底反射区声纳测向性能预报方法。该方法以深海声场存在“简正波簇”现象及高阶“简正波簇”在角谱域分布具有稳定性等分析结论为支撑,提出高阶“简正波簇”角谱域分布向空域分布的转换方法、高阶简正波簇引起的测向误差量值预报方法、不同高阶简正波簇干涉产生多目标现象的条件的计算方法,实现了对低频大孔径线列阵声纳在深海海底反射区不同位置的测向误差预报、目标方位分裂现象产生的位置和目标角度范围要求预报。结合典型条件下的预报结果,本文提出了下一步开展低频大孔径线列阵声纳深海海底反射区环境适配信号处理方法的研究方向。