潜艇操纵运动的变结构控制

以潜艇操纵运动为对象，用变结构控制方法设计了一种潜艇空间运动的联合控制系统，其中水平面控制系统能对横摇运动施以主动控制，垂直面控制系统采用了自由递阶设计思想，可以有效地抑制运动耦合效应引起的干扰．系统仿真表明，所设计的控制系统动态品质良好，有较强的鲁棒性     

生命的起源与高压生命科学

自发现海底热泉以来,科学家对深海热泉的地质结构、化学成分、生物群落、生物代谢过程等进行了深入的研究.海底热液周围呈现了和地球表面完全不同的生态环境,在暗无阳光的深海区域,嗜热细菌完全依靠化学能量生存繁殖,而热液中其他生物则以嗜热细菌为食,形成了繁茂独特的生态系统.和地表常压环境相比,在高压热液条件下,更容易聚合生成有机大分子,且有机大分子更稳定、化学反应活性更强,形成更多样化的生命体.越来越多的科学家推测原始的生命大分子可能起源于海底热液系统.本文在综述了有关"超高压热液生命"研究文献的基础上,提出采用高压生物系统,研究在高压状态下生物发育生长的适宜条件,探索生物可能出现的新化学反应和新生物性状,进一步揭示新的生命进化规律.     

潜艇指挥塔数学线型

潜艇指挥塔是潜艇最重要的组成部分,而其围壳型线优化设计是潜艇设计的重要步骤.不同于传统研究中将潜艇指挥塔看作横剖面是椭圆形的柱体,而是利用垂向函数法,研究了指挥塔剖面的弦长与半宽都随高度变化时横剖面为翼型的指挥塔的数学线型.针对梯形指挥塔和填角弧形指挥塔,通过求解超越方程组,得到指挥塔线型.对SUBOFF潜艇的算例,验证了所提出的潜艇指挥塔数学线型求解方法的有效性.该方法可以在缺乏母型船数据的情况下,快速获得满足静水性条件的潜艇围壳型线.     

采用相对饱和深度评价潜艇脱险减压病危险性的动物模型研究

摘要: 目的观察相同减压负荷的模拟潜艇脱险( simulated submarine escape,sSE) 暴露和相对饱和深度( equal air depth,EAD) 饱和减压暴露减压反应程度的差异,评估采用EAD 饱和减压动物模型对潜艇脱险减压负荷的评价效果。方法山羊12 只,分为4 组,分别给予7 m 饱和后模拟150 m 潜艇脱险( 1 组,EAD = 12. 4 m) 、12. 4 m 饱和后直接减压( 2 组) 、12 m 饱和后模拟150 m 潜艇脱险( 3 组,EAD = 17. 1 m) 和17. 1 m 饱和后直接减压暴露( 4组) ,暴露前后采血检测血常规、血凝和NO、iNOS,暴露后15 min 观察行为表现并进行血管内气泡检测,观察动物存活情况。结果相同EAD 不同处理组间血管内气泡Spencer 分级、血常规和血凝指标、NO 和NOS 无显著性差异( P ＞ 0. 05) ; EAD 大的处理组( 3 组、4 组) 动物死亡率高( 50% ) ; 4 组较1 组PT 显著增加( P ＜ 0. 01) ,较2组APTT、PT 显著增加( P ＜ 0. 05) ; EAD 为17. 1 m 的实验组NO 含量显著高于EAD 为12. 4 m 的实验组( P ＜0. 01) 。结论采用EDA 计算不同压力预饱和暴露后的模拟潜艇脱险的减压负荷是可行的。红细胞的流变学变化和血管活性因子可能在机体的减压应激反应中起到了一定的作用,这为开展减压应激标志物的研究提供了参考。     

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.     

开关不完全可靠潜艇充电系统可靠性分析

研究了潜艇充电系统的可靠性问题,在转换开关不完全可靠的情况下给出了潜艇充电1次及n次充电系统可靠性的表达式,并利用计算机仿真给出了仿真结果,验证了所给出的可靠性表达式的准确性,为实际应用提供了依据.     

二维水槽中岩石坠落激发表面波的生成机制

针对二维水槽中岩石坠落激发表面波的生成机制进行数值和实验室研究,其中数值模型使用边界元方法求解完全非线性势流函数,实验室研究测得不同时刻的波面位移并用于检验数值模型.研究表明,数值结果和实验结果比对良好,这种基于势流函数理论的数值模型能够有效模拟水中岩石坠落激发表面波的生成过程.进一步数值研究了生成波最大位移随岩石大小、密度、初始位置和下落角度的变化,结果发现：岩石大小和密度对生成波最大位移的影响非常重要,而岩石初始位置和下落角度对生成波最大位移的影响较为显著.当岩石大小变大,密度变大,岩石初始位置更靠近 关键词： 水中岩石坠落 波浪生成 边界元方法 波浪破碎     

潜艇典型结构在爆炸冲击载荷作用下开裂判据的试验研究

试验研究了潜艇艇体用钢在爆炸冲击载荷作用下的动态极限应变。利用体积等效原理,得到了潜艇的两种典型结构在双向应变假设和单向应变假设下的动态开裂应变。试验结果可为潜艇艇体结构在爆炸冲击载荷作用下破损进水的数值仿真提供开裂判据。     

潜艇涡量场和流噪声等效声中心的数值预报

为了实现潜艇湍流噪声及其等效声中心的数值预报,在分析SUBOFF潜艇拖曳和自航状态下涡量场的基础上,采用大涡模拟与声学边界元相结合的方法,在频域内预报了流噪声空间分布、测点谱源级曲线和声指向性,求取了等效声中心位置并分析了其受螺旋桨旋转作用的影响.计算结果表明：附体与艇体结合部马蹄涡和附体端面诱导项链形涡对是潜艇涡量场的主要特征,且马蹄涡系具有较高的强度和稳定性;附体尾涡脱落频率存在19.22Hz的线谱,且在尾涡测点谱曲线中得到明确体现;随着频率增加,流噪声蝶形指向性对应的辐射瓣状区间数随波数增加,且正横方向声压要强于首尾方向;流噪声等效声中心位于距艇艏0.46倍艇长处,在10Hz～1kHz内总声源级为95.09dB;艇艉桨对附体马蹄涡系影响较小,但促使等效声中心迅速移至艇艉.     

声学探测技术在海底管道外检测中的应用

在海底管道的外检测过程中,为明确海底管道的真实赋存状态,常使用工程物探和潜水摸探对其进行调查,其中声学探测技术的应用最为广泛。本文以SONIC 2024多波束测深系统、SES 2000参量阵浅地层剖面系统、KLEIN 3000侧扫声呐系统为例,系统介绍传统声学探测技术在北部湾某单点系泊(SPM)海底输油管道外检测中的应用。在此基础上,结合扫描声呐、合成孔径声呐等声学探测技术,探讨各类声学探测技术的优劣性及适用条件,指出海管外检测技术的发展方向。多种声学探测技术的综合运用是准确评价海底管道状态的基础,海底管道外探测方案的选择应综合考虑海域条件、设备优缺点、作业载体、工作成本等因素。海管外检测技术向着设备集成化、检测精细化、识别智能化的方向发展。