本文關(guān)鍵詞：錨系定點(diǎn)海洋微結(jié)構(gòu)湍流觀測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：海洋占據(jù)地球大部分空間。一望無際的海洋對(duì)很多人來說充滿了神秘的未知。為了更好地了解海洋,根據(jù)不同的海洋尺度,人為地劃分海洋為粗結(jié)構(gòu)(超過100米)、細(xì)結(jié)構(gòu)(1到100米)和微觀結(jié)構(gòu)(小于1米即湍流)。海洋中蘊(yùn)含著巨大的能量,這些能量在海洋內(nèi)部不同尺度之間傳遞,由大到小,最終在小尺度上以湍流混合形式耗散。湍流混合對(duì)地球的生態(tài)環(huán)境具有重要的影響,隨著全球溫度氣候的變化,科學(xué)家對(duì)于湍流混合的重視程度與日俱增。作為發(fā)展迅速的物理海洋學(xué)研究領(lǐng)域之一,越來越多的學(xué)者投身其中。隨著海洋湍流觀測(cè)理論研究的不斷深入,人們迫切的需要獲取足夠的海洋湍流混合觀測(cè)資料。本文基于湍流觀測(cè)的原理,通過對(duì)剪切湍流觀測(cè)傳感器和加速度傳感器的設(shè)計(jì)選擇,研制成功海洋的混合定點(diǎn)觀測(cè)單元和錨固定觀測(cè)平臺(tái)。同時(shí),通過實(shí)驗(yàn)室儀器性能測(cè)試以及外海試驗(yàn)對(duì)研制的儀器和平臺(tái)進(jìn)行了科學(xué)的評(píng)估和驗(yàn)證。為滿足湍流觀測(cè)的需求,本文設(shè)計(jì)了海洋混合定點(diǎn)觀測(cè)單元,該單元主要包括混合測(cè)量儀、支架、流線型浮體、吊裝機(jī)構(gòu)和尾翼五大部分,其中混合測(cè)量儀是整個(gè)湍流觀測(cè)的核心,根據(jù)項(xiàng)目指標(biāo),其耐壓深度至少能達(dá)到800m。根據(jù)湍流觀測(cè)的原理,完成了混合測(cè)量儀的硬件電路設(shè)計(jì)以及控制軟件設(shè)計(jì)。通過系統(tǒng)的振動(dòng)以及長期拷機(jī)性能測(cè)試試驗(yàn),驗(yàn)證了混合測(cè)量儀的穩(wěn)定性和可靠性。此外,為了驗(yàn)證該儀器的噪音水平,我們進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)以及室內(nèi)對(duì)比試驗(yàn),通過數(shù)據(jù)分析,得出混合測(cè)量儀滿足湍流觀測(cè)的要求。通過設(shè)計(jì)錨系定點(diǎn)潛標(biāo)觀測(cè)平臺(tái),可滿足海洋混合定點(diǎn)觀測(cè)單元對(duì)深海進(jìn)行連續(xù)、長期湍流觀測(cè)的需求。通過對(duì)潛標(biāo)技術(shù)的研究,完善了潛標(biāo)的布放與回收方案。并且隨東方紅2號(hào)科考船在南海某區(qū)域進(jìn)行了湍流觀測(cè)潛標(biāo)平臺(tái)的布放。獲取了大量的湍流數(shù)據(jù),通過對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析,充分驗(yàn)證了海洋混合定點(diǎn)觀測(cè)單元的有效性,為下一步的研發(fā)提供了有效的借鑒。
【關(guān)鍵詞】：湍流觀測(cè) 潛標(biāo) 剪切傳感
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O357.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 引言10-12
• 1.2 海洋湍流12-17
• 1.2.1 海洋湍流的基本概念12-13
• 1.2.2 海洋湍流起因13
• 1.2.3 海洋湍流觀測(cè)的意義13
• 1.2.4 海洋湍流觀測(cè)平臺(tái)的發(fā)展及現(xiàn)狀13-17
• 1.3 課題來源17
• 1.4 本文研究內(nèi)容17-18
• 2 海洋微結(jié)構(gòu)湍流觀測(cè)原理18-20
• 3 湍流觀測(cè)傳感器的選型及設(shè)計(jì)應(yīng)用20-38
• 3.1 剪切傳感器的選型20-22
• 3.2 加速度傳感器的選型22-29
• 3.2.1 AHRS100姿態(tài)方位參考系統(tǒng)22-24
• 3.2.2 LMRK20 VG垂直陀螺儀24-26
• 3.2.3 MTI微型姿態(tài)參考系統(tǒng)26-27
• 3.2.4 ADXL313加速度芯片27-29
• 3.3 ADXL313加速度傳感器設(shè)計(jì)29-33
• 3.3.1 ADXL313加速度計(jì)硬件設(shè)計(jì)29-30
• 3.3.2 ADXL313軟件設(shè)計(jì)30-32
• 3.3.3 ADXL313外殼設(shè)計(jì)32-33
• 3.4 MTI傳感器的應(yīng)用33-38
• 3.4.1 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償消噪33-35
• 3.4.2 偽耗散率在平臺(tái)中的應(yīng)用35-38
• 4. 湍流觀測(cè)潛標(biāo)平臺(tái)設(shè)計(jì)38-60
• 4.1 潛標(biāo)總體設(shè)計(jì)38-43
• 4.1.1 潛標(biāo)簡介38
• 4.1.2 潛標(biāo)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)38-43
• 4.2 海洋混合定點(diǎn)觀測(cè)單元設(shè)計(jì)43-60
• 4.2.1 海洋混合定點(diǎn)觀測(cè)單元機(jī)械設(shè)計(jì)44-47
• 4.2.1.1 流線型主浮體設(shè)計(jì)44-45
• 4.2.1.2 不銹鋼支架及吊裝機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)45-46
• 4.2.1.3 尾翼設(shè)計(jì)46-47
• 4.2.1.4 混合測(cè)量儀耐壓艙設(shè)計(jì)47
• 4.2.2 海洋混合定點(diǎn)觀測(cè)單元電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)47-55
• 4.2.2.1 主控板設(shè)計(jì)49-50
• 4.2.2.2 存儲(chǔ)板設(shè)計(jì)50-51
• 4.2.2.3 采集板設(shè)計(jì)51-54
• 4.2.2.4 模擬板以及前置板設(shè)計(jì)54-55
• 4.2.3 海洋混合定點(diǎn)觀測(cè)單元軟件設(shè)計(jì)55-60
• 5 實(shí)驗(yàn)室性能檢測(cè)試驗(yàn)60-68
• 5.1 實(shí)驗(yàn)室比測(cè)試驗(yàn)60-65
• 5.1.1 短接試驗(yàn)61-63
• 5.1.2 儀器靜止剪切信號(hào)觀測(cè)對(duì)比試驗(yàn)63-64
• 5.1.3 風(fēng)洞試驗(yàn)64-65
• 5.2 迎流性試驗(yàn)65-68
• 6 儀器海洋性能檢測(cè)試驗(yàn)68-74
• 6.1 近海試驗(yàn)68-70
• 6.2 遠(yuǎn)海試驗(yàn)70-74
• 6.2.1 出海注意問題70
• 6.2.2 湍流觀測(cè)平臺(tái)的布放與回收70-71
• 6.2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析71-74
• 7 總結(jié)及展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 致謝79-80
• 個(gè)人簡歷80-81
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81

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