微波技术在海洋石油生产中的应用

随着经济的飞速发展,人类对能源的需求越来越大,海洋石油勘探开发已上升为国家重要的能源战略。在海洋石油开采过程中,勘探开发数据以及视频图像传输在海洋石油生产、日常管理以及应急指挥过程中发挥着举足轻重的作用,受限于海上作业环境的复杂性和通讯方式的局限性,满足大带宽承载需求的微波技术已成为海陆间主要的通讯手段。     

噪声对星载激光测高仪测距误差的影响

噪声是影响星载激光测高仪测距误差的重要因素。根据星载激光测高仪接收脉冲回波和噪声的分布特点,推导出接收脉冲回波信号时间重心的方差的理论表达形式,建立了噪声对激光测距误差的影响模型。基于激光测距误差最小化的原则,提出了一种星载激光测高仪低通滤波器的优化设计方法。以Geosicence Laser Altimeter System(GLAS)激光测高仪基本测量参数为输入条件,仿真分析了激光测距误差和低通滤波器均方根脉宽的优化结果的分布规律。对于倾斜度为0~40且粗糙度为0~15 m范围内的目标而言,噪声所导致的激光测距误差范围为0.28~32.49 cm,相应地,低通滤波器均方根脉宽优化值的范围为1.4~57.4 ns。针对倾斜度在1范围内的目标,解算得到GLAS星载激光测高仪低通滤波器均方根脉宽为2.2 ns,这与其实际公布的2 ns很接近。同时,低通滤波器的优化结果所对应的激光测距误差发生大幅减小,其最大值减小至10.93 cm,减小幅度接近3倍。结果表明,噪声是影响星载激光测高仪测距误差的重要因素,合理设计低通滤波器的参数可以消除其部分影响,这对于星载激光测高仪的硬件设计和性能评估具有一定实际应用价值。     

ASE-SPE/GC-MS/MS同时测定海洋沉积物中71种农药残留

建立了快速溶剂萃取(ASE)-固相萃取(SPE)/气相色谱-三重四极杆串联质谱同时测定海洋沉积物中71种农药残留的方法。结果表明,ASE的最佳萃取条件为:温度100℃,静态时间5 min,循环1次。在此条件下,样品经正己烷-丙酮(1∶1)萃取,石墨化碳柱净化,多离子反应监测(MRM)模式测定,各种农药在1.0~500.0μg·L-1范围内线性关系良好(r2>0.99),方法的检出限(LOD,3σ)为0.29~108.43μg·kg-1。空白样品在100μg·kg-1加标水平下的回收率为51.3%~104.6%,相对标准偏差(n=6)为0.1%~13.5%。应用建立的方法,对实际样品进行分析,共检测出31种农药。     

应用多接收器电感耦合等离子体质谱法测定海洋碳酸盐中稳定铅同位素组成

研究了多接收器电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP MS)测定铅同位素比值时,影响测试结果准确度和精密度的主要因素及其优化过程。在优化条件下,10 h内连续30次测定4 ng/mL NIST SRM 981同位素标准溶液铅同位素比值,获得208Pb/206Pb、207Pb/206Pb和206Pb/204Pb相对标准偏差(RSDs)分别为0.005%、0.004%和0.054%。长期监测208Pb/206Pb、207Pb/206Pb和206Pb/204Pb,标准偏差(2SDs)分别为0.000 06、0.000 05和0.006 7。采用NEPTUNE MC-ICP MS法测定了低铅海洋碳酸盐样品中稳定铅的同位素比值,并对南海橙黄滨珊瑚(Porites lutea)和库氏砗磲(Tridacna gigas)进行了分析,得到全流程空白为8～10 pg,重复样误差优于0.1%。经0.50 mol/L HNO3洗脱之后,得到海南珊瑚样品中208Pb/206Pb、207Pb/206Pb的比值分别为2.086 2±0.001 5、0.849 90±0.001 47(n=16);海南砗磲样品中208Pb/206Pb、207Pb/206Pb的比值分别为2.116 9±0.004 2、0.864 81±0.001 62(n=9)。进一步考察了南海海洋碳酸盐中204Pb的同位素比值。分析结果表明,南海海洋碳酸盐中稳定铅同位素比值与中国气溶胶、珠江三角洲大气沉降、黄土及南海海底玄武岩等具有很好的相关性。方法适用于复杂基体高钙低铅的海洋碳酸盐样品中铅同位素比值的分析。     

非链式HF/DF激光器的研究进展

HF/DF激光器是中红外波段能提供最高能量输出的激光光源,也是中红外波段应用非常广泛的相干光源。本文介绍了近几年国内外关于非链式HF/DF激光器的研究进展及其成果应用,分析了非链式HF/DF激光器在应用方面的优缺点,总结了实现非链式HF/DF激光输出的关键技术和存在的问题,指出了该技术的未来发展方向。     

基于能量传递规律的海洋立管涡激振动抑制研究

涡激振动是造成海洋立管疲劳损伤的重要因素, 抑制振动能够保障结构安全, 延长使用寿命. 多数涡激振动抑制方法基于干扰流场的方式, 但在复杂环境条件下, 仅通过干扰流场对振动的抑制效果有限. 因此, 从结构层面考虑开展了海洋立管涡激振动抑制研究. 基于能量传递的理论, 阐述了立管涡激振动过程中的能量传递规律. 振动能量以行波形式由能量输入区传播至能量耗散区, 主要在能量耗散区被消耗. 通过局部增大能量耗散区的阻尼, 增加振动能量在传播过程中的消耗, 实现涡激振动抑制. 为了求解立管涡激振动响应, 构建了尾流振子预报模型, 并根据实验结果验证了理论模型的可靠性. 基于理论计算得到的能量系数, 判定立管涡激振动的能量输入区和能量耗散区. 通过对比立管增大阻尼前后的响应, 分析了涡激振动抑制效果. 研究结果表明: 在能量输入区增大阻尼对涡激振动的抑制效果并不显著; 在能量耗散区增大阻尼使能量衰减系数达到临界值之后, 能够显著降低立管上部和底部的涡激振动位移; 当能量衰减系数超过临界值后, 继续增大耗散区阻尼对涡激振动抑制效果的提升不明显.      

UKF-PID模式下动力定位海洋平台-立管系统的动力学分析

在强外界载荷下,在海洋平台-立管多体系统中的海洋平台和立管间的相互耦合作用会加强。从而导致整个系统的非线性增强。考虑到动力定位海洋平台-立管多体系统的强非线性,结合真实的海上施工工程背景和凝集质量法,基于Python镶嵌编程和OrcaFlexAPI模块的组成以及运用规则,对OrcaFlex进行了局部的二次开发,建立了一种基于无迹卡尔曼滤波的UKF-PID控制的动力定位平台-立管多体耦合系统。最终建立了无迹卡尔曼滤波模式下PID控制的动力定位海洋平台-立管刚柔多体模型,并对该模型在特定海洋环境下进行了动态仿真。计算结果对于具体工程实践有着一定的指导意义。     

用于海洋浮标的多串口数据采集系统设计

针对海洋浮标的布放环境和使用情况,本文介绍了一种用于海洋浮标的多串口数据采集系统,能够满足多种类型海洋浮标的应用需求.     

利用飞控特征的四旋翼无人机雷达回波信号仿真

针对现有旋翼无人机雷达回波信号仿真方法未将密切相关的机身速度与旋翼转速相关联的问题,本文利用旋翼无人机的飞控特征,提出了一种将机身运动与旋翼转速相结合的四旋翼无人机雷达回波信号仿真方法.首先根据雷达回波仿真所需参数利用四旋翼无人机飞控原理给出一种机身速度与旋翼转速关联的简化运动模型,其次推导并给出线性调频体制雷达四旋翼...     

基于DPHP理论的海洋沉积物热导率检测系统的研究

为了高效精确地对海洋沉积物热导率进行探测,对热脉冲双探针测量理论-DPHP(dual-probe heat-pulse measurement theory)理论,以及基于该理论的测量系统的设计和检测技术进行了深入地研究.在此基础上,设计了一种方便灵活的微型热导率原位测量探头,该探头直径仅为2.5 cm,长20 cm.经过在实验室验证,其平均测量速度 40 s,热导率精度可以达到 0.05.测量速度和精度有了较大提高.