隨著海洋資源的不斷開發(fā),對海洋環(huán)境的監(jiān)測顯得尤為關(guān)鍵,海浪是海洋環(huán)境觀測的核心目標(biāo)之一。近年來,各式各樣的海浪觀測手段和技術(shù)被研發(fā)應(yīng)用,其中,波浪測量浮標(biāo)具有觀測直接、測量準(zhǔn)確、全天候等特點,在各種海浪觀測方法中占據(jù)主要地位。傳統(tǒng)的波浪測量浮標(biāo)存在體積較大、運輸投放過程復(fù)雜等缺點,需要借助船舶將浮標(biāo)運送至目標(biāo)海域,在運輸投放過程中需要耗費較多的人力,如果遇到惡劣的海況或研究海洋極端環(huán)境,將大大增加工作人員作業(yè)的危險性。因此,為了改變浮標(biāo)運輸投放的方式,減少科研人員出海的頻率,降低海上作業(yè)的風(fēng)險,探索設(shè)計一種新型波浪測量浮標(biāo)。本文的研究以波浪浮標(biāo)的外形與功能為對象,設(shè)計一種可以被無人機搭載的無降落傘空投波浪測量浮標(biāo)。通過對不同形狀浮標(biāo)在海浪激勵下的理論建模分析,建立不同形狀和尺寸條件下浮標(biāo)橫搖的計算模型,確定浮標(biāo)圓柱體外形和尺度。同時,設(shè)計浮標(biāo)的測波電路,主要為數(shù)據(jù)收集和傳輸功能,設(shè)計浮標(biāo)主體結(jié)構(gòu)和減速板結(jié)構(gòu),通過對減速板不同開合狀態(tài)下空氣阻力系數(shù)的計算分析,模擬浮標(biāo)下落過程的運動狀態(tài),并計算浮標(biāo)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的強度和入水速度。另外,采用頻域衰減積分算法,提出空投波浪測量浮標(biāo)的波浪測量算法。在... 

【文章來源】：國家海洋技術(shù)中心天津市

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 前言
    1.1 研究背景與意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 海浪監(jiān)測的研究與發(fā)展
        1.2.2 MEMS加速度傳感器的研究與發(fā)展
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 論文的基本結(jié)構(gòu)
第二章 空投波浪測量浮標(biāo)總體設(shè)計
    2.1 空投波浪測量浮標(biāo)內(nèi)部設(shè)備與系統(tǒng)
        2.1.1 工作環(huán)境簡介
        2.1.2 工作方式與設(shè)備選取
        2.1.3 浮標(biāo)測波系統(tǒng)設(shè)計
    2.2 浮標(biāo)設(shè)計要求
    2.3 浮標(biāo)主體外形及尺度確定
        2.3.1 浮標(biāo)外形的確定
        2.3.2 浮標(biāo)橫搖運動理論
        2.3.3 圓柱體浮標(biāo)與球體浮標(biāo)橫搖性能分析
        2.3.4 多圓柱體測波浮標(biāo)橫搖性能分析
    2.4 浮標(biāo)結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.4.1 浮標(biāo)總布置設(shè)計
        2.4.2 浮標(biāo)重心、浮心計算
    2.5 本章小結(jié)
第三章 空投波浪測量浮標(biāo)的安全性分析
    3.1 浮標(biāo)減速板設(shè)計
        3.1.1 減速板板面設(shè)計
        3.1.2 減速板展開機構(gòu)設(shè)計
    3.2 浮標(biāo)降落過程分析
        3.2.1 減速板空氣阻力系數(shù)計算
        3.2.2 浮標(biāo)降落運動分析
    3.3 浮標(biāo)降落安全性分析
        3.3.1 浮標(biāo)失效原因分析
        3.3.2 強度校核與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    3.4 本章總結(jié)
第四章 波浪測量算法研究
    4.1 波浪測量算法概述
        4.1.1 波浪測量算法的研究現(xiàn)狀
        4.1.2 波浪測量算法的步驟
    4.2 豎直方向加速度計算算法
    4.3 加速度積分算法
        4.3.1 頻域衰減積分
        4.3.2 時域積分
    4.4 后處理算法
        4.4.1 三次多項式曲線擬合
        4.4.2 三次曲線插值
        4.4.3 低通濾波
    4.5 本章總結(jié)
第五章 試驗研究
    5.1 多功能水槽模擬試驗
        5.1.1 試驗布局和方法
        5.1.2 試驗結(jié)果
        5.1.3 分析與結(jié)論
    5.2 海上試驗
        5.2.1 試驗方法
        5.2.2 試驗結(jié)果與分析
    5.3 本章總結(jié)
第六章 結(jié)論
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
第七章 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3168644