海洋电磁测量单点系泊潜标系统平衡姿态分析

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2023.01.001

山东科学 ›› 2023, Vol. 36 ›› Issue (1): 1-9.doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.2023.01.001

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海洋电磁测量单点系泊潜标系统平衡姿态分析

王鑫(), 吴平伟, 黄纬, 戴金辉^*()

中国海洋大学材料科学与工程学院,山东青岛 266100

收稿日期:2022-02-13 出版日期:2023-02-20 发布日期:2023-02-08
通信作者: *戴金辉,男,教授,研究方向为深海固体浮力材料材料制备及应用。Tel:13969895651,E-mail:daijh@ouc.edu.cn
作者简介:王鑫(1994—),男,硕士研究生,研究方向为深海浮力材料制备及深海装备浮体配套技术。E-mail:1739484796@qq.com
基金资助:
国家重点研发计划(2019YFC1408104)

Balance stance analysis of a single-point-mooring submerged buoy system for performing electromagnetic measurements

WANG Xin(), WU Pingwei, HUANG Wei, DAI Jinhui^*()

School of Materials Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266110, China

Received:2022-02-13 Online:2023-02-20 Published:2023-02-08

摘要/Abstract

摘要：

针对海洋电磁测量单点系泊潜标系统,以预定海域的实际海洋水文资料为背景,采用集中质量法建立了潜标系统模型,并对潜标系统的平衡姿态及缆索的拉力分布进行了仿真分析。结果表明:潜标测量系统各测量节点间保持了良好的线性相关性,线性相关系数保持在0.995以上;配重缓冲缆结构能够实现良好的防浪缓冲效果。现场海试数据分析表明,浮标静浮力为600 N,缓冲缆长为150 m,按40 m长1 N/m的方式配重的潜标系统,在表层海流速度为0.5 m/s的情况下,可以形成缓冲深度达21 m的U形缓冲带,与仿真分析的结果基本吻合。

关键词: 潜标系统, 海洋电磁, 仿真分析, 平衡姿态, 单点系泊, 缓冲带

Abstract:

Based on the actual marine hydrological data obtained from apredetermined sea area, a submerged buoy system is established herein for performing electromagnetic measurements using the lumped mass method. Further, the balance stance of the submerged buoy system and the tension distribution of the cable are simulated and analyzed. The results show that the design of the system has maintained a good linear correlation between the measurement nodes; the linear correlation coefficient is maintained above 0.995.The counterweight buffer cable can achieve good antiwave buffer effect. The analysis of field trial data at the sea shows that the submerged buoy system with a static buoyancy of 600 N, a buffer cable length of 150 m, and a counterweight of 40 m and 1 N/m can form a U shaped buffer belt with a buffer depth of 21 m when the surface current velocity is 0.5 m/s, which is consistent with the results of simulation analysis.

Key words: submerged buoy, marine electromagnetic, simulation analysis, balance stance, single-point mooring, buffer belt

中图分类号:

P715.5

王鑫, 吴平伟, 黄纬, 戴金辉. 海洋电磁测量单点系泊潜标系统平衡姿态分析[J]. 山东科学, 2023, 36(1): 1-9.

WANG Xin, WU Pingwei, HUANG Wei, DAI Jinhui. Balance stance analysis of a single-point-mooring submerged buoy system for performing electromagnetic measurements[J]. Shandong Science, 2023, 36(1): 1-9.

图/表 14

图1

图2

表1

表2

图3

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图5

图6

图7

图8

图9

图10

图11

图12

	不同深度海流分布
	-500 m	-400 m	-200 m	-100 m	-50 m	-20 m	-10 m	0
东分量/(m·s^-1)	0.028	-0.009	0.001	0.030	0.082	0.126	0.185	0.392
速度衰减比例/%	7	2	0.3	8	21	32	47	100
北分量/(m·s^-1)	0.033	0.076	0.074	0.097	0.110	0.268	0.428	0.502
速度衰减比例/%	7	15	14	19	22	53	85	100

	不同深度海流流速分布
	-500 m	-400 m	-200 m	-100 m	-50 m	-20 m	-10 m	0
	0.05	0.075	0.075	0.075	0.1	0.25	0.425	0.5
仿真流速/(m·s^-1)	0.03	0.045	0.045	0.045	0.06	0.15	0.255	0.3
	0.01	0.015	0.015	0.015	0.02	0.05	0.085	0.1
选用速度衰减比例/ %	10	15	15	15	20	50	85	100

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海洋电磁测量单点系泊潜标系统平衡姿态分析

Balance stance analysis of a single-point-mooring submerged buoy system for performing electromagnetic measurements

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